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7/25/2019 CTA PMP Veg - 01 - PRODUCTIVIDAD VEGETAL (BSICOS) 2015.pdf

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Produccin de Materias Primas Vegetales: Tema 01.-Aspectos generales de la Productividad Vegetal:Importancia de las plantas. Principios de productividad vegetal. Rendimiento biolgico y agronmico.Componentesdel Rendimiento.

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Importancia de las plantas para la vida Animal y Humana o "Deo gratias -Plantis gratias" o el padrenuestrode un cientfico en este planeta Tierra.

Cada vez que respiremos, agradezcamos a lasplantas y a los otros seres fotosintticos el oxgenoque nos mantiene vivos. La fotosntesis oxignicahizo posible la vida (y la mantiene) para todosnosotros, seres animales, en el planeta Tierra.

Cada vez que nos llevemos un alimento a laboca, ya sea de origen vegetal o animal (sea el pan,una ensalada, o un filete de carne o de pescado),agradezcamos a las plantas, y al fitoplancton deagua dulce o marino (que hace fotosntesis), el

sustento, porque ellos son los nicos que puedenconvertir la energa lumnica del Sol en compuestos energticos utilizables por losanimales en la cadena trfica.

Cada vez que visitemos una ciudad o hablemos de su Historia, pensemos quelas plantas cultivadas han sido los pilares que permitieron al Hombre establecerse(la Agricultura y Ganadera del Neoltico logr obtener alimentos vegetales y criarganado de una manera ms fcil y fiable; antes, durante el Paleoltico, slo habatribus itinerantes, nmadas, de cazadores-recolectores). La Agricultura permitique esas tribus se asentasen en los primeros ncleos urbanos; formaron las

primeras ciudades y prosperaron como ncleo civilizado. Luego vino elintercambio comercial, por transporte martimo o terrestre, la invencin delalfabeto, la extensin de la cultura y la comunicacin de las distintas civilizacionesdel mundo antiguo. Nuestro mundo actual y nuestra cultura avanzada no sepueden explicar, ni mantener, sin los antecedentes agrcolas de poca pretrita, nisin el sustento alimenticio que hoy nos siguen proporcionando las plantascultivadas.

Cada vez que tomemos una bebida alcohlicaque nos reconforte y nos alegre unpoco (no demasiado) la angustia existencial propia de la criatura humana,pensemos que se lo debemos a la fermentacin de azcares derivados de lasplantas.

Cada vez que tomemos un medicamento para sanarnos, pensemos que es muyprobable que derive de plantas medicinales o que su sntesis moderna debamucho al conocimiento que ha ido acumulndose, a lo largo de la historia de laFarmacia, por el uso de las plantas medicinales por el ser humano.

Cada vez que nos deleitemos en la contemplacin de un paisajey de la variedadde vida animal, la Fauna, pensemos que las plantas, la vegetacin, la Flora,aportan la belleza y la riqueza que hay en l. Son la base de los que llamamosNaturaleza. Sin ellas, slo veramos un paisaje yermo y desolado que no es capazde sustentar la vida animal.


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Introduccin a los aspectos agronmicos:

Aunque se han producido incrementos muy notables de produccin en laAgricultura mundial de los ltimos 40 aos, el aumento de la poblacin humana (en

gran parte asociado a estas mejoras en la alimentacin) ha reducido parte de esa ventaja.De hecho, en la mayora de los pases en vas de desarrollo ( subdesarrollados), laproduccin de alimento per capita ha disminuido a medida que aumentaba supoblacin. A fin de alimentar a la poblacin mundial futura estimada (por ejemplo, en2028, se pueden alcanzar los 8.000 millones de habitantes), la mayora de los cientficoscree que la produccin de alimentos agrcolas debe experimentar un avancesignificativoen los prximos 20 aos y seguir aumentando de manera continua duranteel siglo XXI. Sin embargo, los crticos sealan que el problema real es la distribucin dealimentosy nola cantidad cosechada. Segn esta idea, la produccin agrcola mundial,si estuviese bien distribuida, sera suficiente para alimentar a la poblacin humana.

Mientras algunos pases tienen excedentes agrcolas enormes (producen muchsimo msde lo que consumen), en otros hay millones de personas subsistiendo en el lmitenutricional o sufriendo hambrunas. El problema es que esta idea, aunque ticamenteideal, resulta utpica en la economa capitalista de Mercado que actualmente, pordesgracia, se impone en nuestra Sociedad.

La disponibilidad de alimentos no slo vara de un pas a otro, sino tambin entreregiones o reas geogrficas dentro del mismo pas. La ayuda con alimentosen caso decrisis alimentaria, a un pas o regin subdesarrollados, es vital para responder aemergencias puntuales, pero por s misma no resuelve el problema.

El objetivo ms inteligentees aprovechar y poner en prctica todo el conocimientoque los cientficos de reas como la Biologa, Agronoma, Nutricin, Qumica AplicadaAgrcola, Tecnologa Agrcola, Meteorologa, etc., han ido recopilando en las ltimasdcadas y modernizar las tcnicas agrcolas.Esto permitir aumentar los rendimientos,minimizando los costes de produccin, con el fin de que esos pases o regiones seliberen de la necesidad de ayuda externa.

Esta tarea no es nada fcil: la Agricultura es parte esencial de la cultura de unpueblo y erradicar los hbitos viejos y las ideas preconcebidas, que se han transferido de

padres a hijos a lo largo de siglos de cultivo agrcola, genera mucha resistencia por partede los agricultores y exige una labor educativa radical y muy costosa. Adems, estapedagoga de la Agricultura Cientfica o Moderna debe ser muy consciente de laspeculiaridades de cada regin y adaptarse de manera flexible, pero a la vez ajustada, alos problemas especficos de cada zona geogrfica o antropolgica.

Pongamos slo un ejemplo del tipo de mejoras posibles para incrementar elrendimiento agrcola: Se estn probando mtodos de labranza alternativosque puedenreducir los costes de produccin, sobre todo para los cultivares de alto rendimiento, enpases con menos recursos (se denomina cultivar a una variedad de planta cultivada -contraccin del ingls cultivated variety- que suele haberse obtenido por mejora vegetal yes genticamente estable, lo que normalmente hace que su cultivo sea ms predecible yfcil de gestionar por el agricultor y, adems, que el producto agrcola cosechado sea


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evitar alteraciones durante el cultivo y favorecer procesos de crecimiento y desarrolloque permiten conseguir un buen rendimiento final.

Definiciones de rendimientos.

El desarrollo de una planta est muy afectado por las variaciones del medioexterno. Estas interacciones condicionan el rendimiento final del cultivo.

Las definiciones del rendimiento vegetal son distintas en diferentes reas deconocimiento, como Biologa, Agronoma o Economa.

Rendimiento vegetal o Rendimiento Biolgico. Cantidad de material producidopor la planta, por unidad de superficie; generalmente se expresa como Tm ha-1. (nota:

una tonelada mtrica, "metric ton", abreviada t o Tm, son 1.000 kg y en el SistemaInternacional de Unidades (SI) es un megagramo, Mg(sin embargo, hay que tener muchocuidado en no confundir esta unidad mtrica -europea y casi general en el mundo- con latonelada corta o "short ton" de uso comn en EE.UU., donde se denomina ton e incluso seabrevia comot, pero equivale slo a 907,2 kg);por otra parte, un hectrea, abreviada ha, esun cuadrado de 100 x 100 metros y equivale a 100 reas 10.000 m2 ; un rea es uncuadrado de 10 x10 m = 100 m2). El rendimiento de una cosecha es el resultado final dediferentes procesos, con una contribucin especfica de cada uno, interrelacionados yafectados por su propio conjunto de factores:

Crecimiento del cultivo(en peso, generalmente de materia seca)= R*I *E ; donde: R = radiacin recibida. I = fraccin de radiacin (luz) interceptada. E = eficacia en la transformacin de la luz en materia seca neta total.

Entonces, el Rendimiento biolgico ser el peso de crecimiento del cultivoexpresado en toneladas por hectrea-1.

Rendimiento agronmico. Cantidad total de producto til medido a la salida dela granja o de la fbrica.

Rendimiento Agronmico= Rendimiento biolgico ndice de cosecha

El ndice de cosecha es la fraccin aprovechable del cultivo con fines de mercado:por ejemplo, de un cultivo de cereal, como el trigo candeal o de harina de pan ( Triticumaestivum, fam. Poceas o Gramneas), se aprovecha mayoritariamente el grano, que esun porcentaje reducidodel total de biomasa producida por la planta (races, paja de lostallos, envueltas y aristas de las espigas, etc.)

La relacin biomasa de grano respecto a la biomasa total, sera elndice de cosecha.


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Notas sobre unidades: Mucha gente, con pocos conocimientos de aritmtica, geometra y delsistema mtrico decimal, suele confundirse con las unidades de superficie (y no digamos, con las devolumen) y creen que 100 m2es una hectrea, porque "hectosuena a cien". Si uno de ellos posee un piso de100 m2-afortunado l- cree, errneamente,que posee una vivienda de una hectrea. En realidad, 100 m2es= 1 reay una hectrea son 100 reas. Una hectreaes realmente equiparable a la superficie deun campo

de ftbol de los antiguos, cuando a finales del siglo XIX se empez a jugar al ftbol en Inglaterra: Estos seran campos de 1 ha, e incluso ms. Segn las reglas FIFA actuales, las dimensiones de un campo deftbol para partidos internacionales deben ser de 110 75 m -banda/meta-; o sea, que slo tienen 0,825 ha,aunque con el csped de las bandas s se llega, aproximadamente, a 1 ha.

Otras unidades de superficie agronmica usuales. En los pases anglosajones siguen usandosistemas propios, distintos al mtricoy en la Espaa rural an se emplean otras unidades no-mtricasquese popularizaron con la dominacin rabe, se usaron durante la Edad Media e incluso actualmente:

El Acre, enel Reino Unido y en los Estados Unidos, equivale 0,405 ha.

La Fanega o fanegada, como unidad tradicional de superficie agraria en Espaa, equivala a 10.000varas cuadradas (100 100 varas, siendo 1 vara de Burgos 0,836 m). En Castilla, la fanega eran 64,596reas, 0,65 ha; aunque variaba en otras regiones (en Teruel la vara equivala a slo 0,768 m y enAlicante una vara era bastante mayor = 0,912 m).En el deporte vasco decorta de troncos(Aizkolaritza), an se utiliza la kanao vara. Los troncosms comunes son los kanaerdikoak (de media vara, con un dimetromedio de 39,8 cm y un permetro de 125,2 cm).

La Fanega era, tambin, una medida de capacidad para cereales yequivala a 55,5 litros. Todava es fcil ver en museos o casas rurales elcajn de media fanega,para medir el grano y meterlo en sacos. La fanega se us, adems, como unidad

de peso, lo que varaba con el cereal del que se trate. Por ejemplo, media fanegade trigo eran unos 22 kg,pero slo unos 17 kg de cebada. Antiguamente, se supona una correspondencia bastante estable entre elrea cultivada y la produccin de cada grano, aunque poda ser muy inferior en los aos malos.


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El estar familiarizado con el Sistema Internacional de unidades (SI), las unidadesmtricas y las abreviaturas para las fracciones molares es muy til para clculos enCiencia y Tecnologa de los Alimentos. Abajo se listan las unidades ms usuales. Muchosexpertos aconsejan escribir el smbolo de litro con L mayscula, para no confundir laletra lminscula con el nmero 1.

Masa

Unidad SISmbolo gramos

kilogramo kg 103

gramo g 1

miligramo mg 10-3

microgramo g 10-6

nanogramo ng 10-9

picogramo pg 10-12

Volumen

Unidad SI nombre smbolo Litros

m3 kilolitro kL 103

dm3 litro L 1

cm3 mililitro mL 10-3

mm3 microlitro L 10-6

Concentracin Molar (la unidad bsica del SI es el mol)

Unidad SI nombre smbolo Molar (M) Cantidad/L Cantidad/mL

103mol/m3 molar M 1 1 mol/L 1mmol/mL

1 mol/ m3 milimolar mM 10-3 1 mmol/L 1mol/mL

10-3mol/m3 micromolar M 10-6 1 mol/L 1nmol/mL

10-6mol/m3 nanomolar nM 10-9 1 nmol/L 1pmol/mL

Longitud

Unidad SISmbolo metros

kilmetro km 103

metro m 1

centmetro cm 10-2

milmetro mm 10-3

micrmetro m 10-6

nanmetro nm 10-9

unidad bsica

unidad derivada


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En el mundo anglosajn (fundamentalmente en el Reino Unido, Australia, Canad yEE.UU) siguen empleando sus medidas tradicionales, de longitud, rea y volumen, queresultan demasiado diversase incoherentes, si se

comparan con la sencillez y laconsistencia del SistemaMtrico Decimal.

Las Imperial Units sonpropias del Reino Unido,Australia, Canad,..., perovaran en EE.UU: porejemplo, el Imperial gallon=4,546 L, mientras que el US

gallon= 3,785 L.

El bushel (bu., bsh.) seutiliza mucho para cereales.Inicialmente fue una medidade capacidad para ridos,pero hoy en da se hatransformado en unidad demasa o peso (parecido a loque ocurri con la fanega) y,

como cada cereal tiene susgranos de distinta densidad yquedan intersticios de aireentre ellos de diferentevolumen, la equivalencia depeso vara para cada tipo de cosecha.

En fin, para manejar unidades de volumen-peso de ridos en los pasesanglosajones hay que hacerse con unas tablas-gua donde aparezcan todas lasequivalencias expresadas por cosecha, como sta de abajo:

Tras estos comentarios, sigamos con el concepto de rendimiento agronmico.


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Efectivamente, adems del grano, tras eltrillado, obtenemos la paja de tallos, hojas yespigas que an tiene utilidad como forraje; encambio, en el campo quedan los rastrojos

formados por la parte baja de los tallos y las races.Los rastrojos son excedentes sin valor en elmercado, pero tienen importancia biolgicaporque aportan fibra y hacen que el suelo quedems suelto y drene mejor, mejorndolo para laprxima cosecha.

Cuanto mayor sea este ndice de cosecha(ms prximo a 1) mayor ser el rendimientoagronmico y mayor la relacin entre produccin

de biomasa total y rendimiento agronmico.

En la imagen vemos una planta de trigo comn(Triticum aestivum, fam. Poceas o Gramneas). Es denotar que el grano es un fruto completo de tipo caripside(no es slo una semilla).

Rendimiento Econmico.En este caso hayque considerar otros factores an ms complejos y variables como:

- Relacin oferta/demanda del mercado.- Procesos de transporte.- Calidad final del producto.- Presentacin del producto.- Cumplimiento del producto de la legislacin vigente.- Estacionalidad del producto.- Connotaciones sanitarias.- Mentalidad del consumidor, etc.

Componentes del rendimiento. ptimos ambientales.

El rendimiento es un carcter complejo que est determinado por un nmerorelativo de caractersticas heredables (genticas) de la planta que interactan en estrecharelacin con el medio ambiente. El crecimiento y desarrollo de las plantas depende defactores abiticos (fsicos) y biticos (biolgicos). Los factores abiticos incluyen lascondiciones ambientales fsicas y los factores biticos incluyen otras plantascompetidoras, plantas parsitas, animales fitfagos (herbvoros), insectos (plagas) ymicroorganismos simbiticos o patgenos.

Cada planta tiene unos ptimos ambientales. Para alcanzar los mayoresrendimientos potenciales una cosecha debe cultivarse en un ambiente que rena esascondiciones ptimas. Una cosecha bien adaptada a un clima o condicin de cultivo


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requiere muy pocos ajustes por parte del agricultor. Sin embargo, si las condicionesambientales son desfavorables, para un cultivo determinado, se pueden producirestresesen las plantas, que originan rendimientos mucho ms bajos. En estos casos, porejemplo en cultivos de plantas de origen tropical o subtropical en zonas de clima

templado o fro, podemos recurrir a modificar los valores ambientales usando sistemasde ambiente controlado (los ms habituales son los invernaderos).

Enumeremos ahora algunos de estos factores abiticos o fsicos del ambiente:

Temperatura (lmites). La gran mayora de las plantas tienen un margenrelativamente estrecho de temperaturas ptimas. Los extremos ms habituales son los dedaos por helada (0 C) y daos o muerte por calor y desecacin (+40 C).

Temperatura del aire (ptimos).Cada cosecha crece y se desarrolla mejor en unrango favorable de temperatura del aire. Para la mayora de las cosechas el rango ptimoest entre +12 y +24 C. Generalmente se suelen hacer dos clasificaciones basadas en latemperatura nocturna: las cosechas de estacin fresca son las que crecen mejor pordebajo de +18 C y, por el contrario, a las que crecen mejor por encima de los +18 C selas denomina de estacin clida.

Temperatura del suelo. Tiene un efecto muy marcado en el crecimiento de losmicroorganismos del suelo, la descomposicin de la materia orgnica, el desarrollo de laraz y la absorcin de agua y nutrientes por las races. En general cuanto mayor es latemperatura ms rpidos son estos procesos. El tamao, calidad y forma de los rganos

de almacn (por ejemplo, los tubrculos subterrneos en la patata) se ven afectados engran medida por la temperatura del suelo. Los suelos de color oscuro absorben msenerga luminosa (se calientan ms) que los de color claro. La capacidad de conduccintrmica del agua en el suelo es mucho mayor que la del aire en la parte area (el aguatiene mucho ms calor especfico que el aire), por ello los suelos de arcilla (que retienenms agua) tienden a enfriarse o calentarse ms rpido, segn sea la temperatura del aire,que los de tipo arenoso (donde el agua drena rpido). Aunque los suelos arenosos (yaque habitualmente son de color ms claro) absorben menos energa solar y se calientanmenos, tambin tienden a enfriarse menos en contacto con el aire fro; dicho de otramanera, los suelos arenosos son ms estables trmicamente.

Daos por heladas y fro (frost damage and chilling injury). La mayora de lascosechas sufren daos por heladas (frost damage) a temperaturas de congelacin (0 C) oligeramente inferiores. Las plantas tropicales y subtropicales pueden morir o sufrirdaos serios por debajo de +10 C. A esto ltimo se le denomina daos por fro (chillinginjury). La susceptibilidad a las bajas temperaturas vara con el estado de desarrollo de laplanta. Las plantas tienden a ser ms susceptibles a las bajas temperaturas desde pocoantes de la floracin (= antesis) a unas pocas semanas ms tarde.

Estrs trmico por temperaturas altas. Cuando las temperaturas suben mucho, seproducen daos en las membranas y la maquinaria enzimtica del protoplasto, quepueden ocasionar la muerte celular. Esto ocurre en el rango de +45 a +55 C. Lossntomas ms frecuentes del estrs trmico son la aparicin de reas muertas en las hojas


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jvenes en desarrollo. Si frutos verdes se exponen aestas temperaturas altas por ms de una hora, seoriginan quemaduras semejantes a las solares(sunburned) y los frutos maduros sufren daos de

escaldado (scalded). Al igual que con lastemperaturas bajas, las plantas tienen ciertacapacidad de aclimatarse a subidas de temperatura y a tiempos de exposicin si vanocurriendo de forma gradual. Por otra parte, se ha estimado que la transpiracin a travsde los estomas de las hojas puede reducir el calentamiento entre el 15 y el 25%.

Vernalizacin. La temperatura tiene, adems, efectos muy importantes en elestado de desarrollo de las plantas. Las cosechas bianuales (que florecen el segundo ao,tras un primer ao de desarrollo vegetativo, como la col, lechuga, espinaca o remolacha)y algunas otras de estacin fresca slo inician la floracin despus de una exposicin

previa a bajas temperaturas continuada durante semanas o meses y seguida detemperaturas ms altas. La exposicin de algunas plantas a bajas temperaturas induce oacelera, "dispara", el tallo floral (bolting). A esta dependencia de bajas temperaturas parainducir la floracin se le denomina vernalizacin (la palabra procede del latn y alude ala primavera). La duracin de la exposicin vara con las especies. En algunos casos lasbajas temperaturas inducen lafloracin a destiempo, produciendodaos de rendimiento muy cuantiosos.Por ejemplo, la col china (que se deseaque se mantenga en estado vegetativo

para su comercializacin) puede sufrirun cambio a estado floral tras variosdas de tiempo fro, perdiendo todo suvalor. Hay semillas, tubrculos,rizomas y bulbos que requierentratamientos previos de temperatura baja y luego temperaturas ms clidas antes degerminar o brotar. Este hecho resulta importante en muchas semillas que se resisten agerminar o, por ejemplo, en floristera para que broten los bulbos de tulipanes, narcisos,etc.

Luz. La luz es una forma de energa. Para los humanos la luz comprende laenerga radiante o espectro electromagntico con longitudes de onda comprendidasentre los 400 y los 700 nm (= luz visible), que es la nica que sensibiliza los receptores deluz en nuestras retinas y origina en nuestro cerebro la sensacin de visin. Para lasplantas el espectro es ms amplio e incluye parte de las zonas ultravioleta e infrarroja. Laluz para los animales es una forma de conseguir informacin del entorno, como posiciny movimiento, forma, aspecto y color de los objetos,..., con fines dirigidos a encontraralimentos, proteccin ante enemigos o depredadores, funciones reproductoras o sociales,etc. Para las plantas es, tambin, un medio de informacin: le marca el tiempo del da, laestacin del ao, la posicin vertical en los estratos o "pisos" en el gradiente luminoso de

una comunidad vegetal densa, como un bosque. Adems, la luz es para las plantas laforma de sintetizar molculas complejas, necesarias para su crecimiento y desarrollo, apartir de molculas muy sencillas como el anhdrido carbnico, que toma de la


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atmsfera, y del agua y sales minerales, que toma del suelo. Este proceso, que conviertela energa de la luz en energa de enlace, se denomina fotosntesis.

Cualidad luminosa o espectral. La luz del Sol se suele describir como luz blancanatural (temperatura de color: 5.500 - 6.000 K) y se compone de todos los colores: sonfranjas de longitudes de onda que percibimos como "colores" diferenciados, aunqueprobablemente esta percepcin sea muy variable de un individuo a otro. Por eso, esmejor hablar de valores de longitud de onda.

Adems, es conveniente repetir que las plantas y otros organismos fotosintticosutilizan una franja ms amplia que el espectro visible: con parte del ultravioleta y delinfrarrojo. Y sobre todo, utilizan las longitudes de onda de manera muy diferente a lasensibilidad del ojo humano: las plantas utilizan con preferencia los extremos del visible,violeta-azul y el rojo, mientras que la sensibilidad del ojo humano es mxima en elcentro (verde-amarillo, alrededor de 550 nm) y disminuye mucho hacia los extremos del

visible.

Intensidad luminosa. Es uno de los principales factores en la fotosntesis. Lacantidad de luz recibida por las plantas de una zona depende del ngulo de incidenciade la luz y de la duracin del da. La intensidad de la luz vara con la elevacin y lalatitud. Tambin, lo hace con la estacin del ao y la hora del da y, por supuesto, conotros factores como nubosidad, contaminantes de aire, polvo, humo, smog... No todas lasplantas son iguales en cuanto a la intensidad luminosa ptima: algunas requieren mucha(plantas de sol), otras muy poca (plantas de sombra) y la mayora un valor intermedio. Elpunto de saturacin luminosa de una planta determina el requerimiento relativo de

intensidad luminosa. El punto de saturacin luminosa de una planta nos indica que laplanta noconsigue una tasa de fotosntesis mayor a una mayor intensidad luminosa. Lascosechas de maz, cucurbitceas (calabazas, pepinos y similares), leguminosas, patata ybatata requieren valores de intensidad luminosa mayores que la media, mientras queotras como cebollas, esprragos, zanahorias, apio, coles, lechuga y espinaca puedencrecer satisfactoriamente con intensidades luminosas menores.

Duracin de la luz.Debido al desvo vertical (23,5) del eje de rotacin Norte-Surde la Tierra respecto a su plano orbital eclptico alrededor del Sol, la duracin delperiodo de la luz (tambin se llama fotoperiodo o duracin da/noche) vara segn la

estacin del ao y la Latitud geogrfica. En el Ecuador (Latitud 0) los das y las nochesduran 12 horas a lo largo de todo el ao, mientras que los Polos (Latitud 90) oscilanentre das y noches de 24 horas. Algunas plantas cambian su estado de desarrollo


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vegetativo a reproductor(florecen) en respuesta a laduracin del da: exhibenfotoperiodismo. Unas

florecen cuando el da sealarga (LDP, plantas de dalargo), otras cuando seacorta (SDP, plantas de dacorto) y muchas otras soninsensibles a la duracin delda respecto a inducir sufloracin (NDP, plantas neutras para el da).

Fotosntesis: Las plantas utilizan la luz como energa para sntesis qumica. Unode los papeles principales que representa la luz en la Biosfera es la de energizar elproceso de la fotosntesis. Con laluz, las plantas obtienencompuestos (o fotosintetizados)ms complejos y ricos en energaque los materiales de partida: CO2y agua. Los fotosintetizados msfrecuentes son los hidratos decarbono (azcares sencillos -hexosas- y almidn) que le sirven

a la planta para su supervivenciay crecimiento. Las plantascapturan la energa de la luzusando pigmentos verdescomplejos y muy especializadosque se denominan clorofilas. Lafase fotoqumica requiere dosfotosistemas: en uno de ellos(fotosistema II, PSII) se utilizanfotones de 680 nm para romper la

molcula del agua en el interiorde las clulas del mesofilo de lahoja, lo que libera oxgeno gas(O2) como producto secundario, yse energiza el fotosistema I (PSI)hasta conseguir energa de enlacecomo molculas de ATP, ricas enenerga, y poder reductorNADPH, que posteriormente son utilizados en los procesos de sntesis (fase bioqumicao ciclo de Calvin-Benson) con los que la planta formar hidratos de carbono. Esimportante destacar que las plantas (los seres fotosintticos en general) han conseguidoalgo que la tecnologa humana no es an capaz de hacer: nosotros podemos obtenerelectricidad de una clula fotovoltaica y las plantas hacen algo parecido, pero, adems,


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son capaces de utilizar los electrones que obtienen del agua para que interaccionen conmolculas y acoplen esa energa, originaria de la luz, a la materia (convierten la luz enenerga de enlace qumico como molculas de ATP, ricas en energa, o NADPH, usadocomo poder reductor en la sntesis bioqumica del ciclo de Calvin).

Fotomorfognesis: Las plantas usan la luz como seal ambiental. Lafotomorfognesis se puede definir como la capacidad de la luz, independiente de lafotosntesis, para regular el crecimiento y desarrollo de la planta. El principal pigmento,aunque no es el nico, que participa en estos procesos es el fitocromo: un pigmentoproteico que est en los tejidos vegetales en muy pequeas cantidades y que responde ala luz roja (de 600 a 660 nm) y a la roja "lejana" (de 700 a 740 nm). La fotomorfognesis seconsidera que conlleva respuestas de "baja energa", funciona, casi siempre, con

cantidades muy pequeasde luz (al contrario de lo

que ocurre con lafotosntesis), porque en estecaso lo importante no es lacantidad de luz, sino lacualidad; dicho de otromodo, las plantas percibenla luz ambiental como unaseal para regular sucrecimiento y desarrollo. Lafotomorfognesis dirige

multitud de procesos decrecimiento y desarrollo;por citar slo algunosejemplos:

Le "informa" a la plantita (plntula,seedling) que est germinando que ha "nacido",que ha salido de la oscuridad del suelo a la luz, y esto cambia completamente su formade crecer y desarrollarse.

Afecta a la adaptacin estacional en plantas de clima templado y participa en la

prdida de hojas en otoo (abscisin foliar estacional) y en la adaptacin (paradainvernal) de las plantas leosas caducifolias.

Participa en la medicin de la duracin da/noche que induce, o no, la floracin delas plantas de da largo (LDP) y las de da corto (SDP).

La fotomorfognesis participa en otros muchos procesos: como abertura y cierrede los estomas a lo largo del da, la orientacin de las plantas hacia la luz (fototropismo),el movimiento de "rastreo solar", que por ejemplo se observa en los girasoles,movimiento de los cloroplastos segn los niveles de intensidad luminosa... y un largo

etctera.


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El agua en el suelo: Encharcamiento o inundacin.En estas condiciones los porosdel suelo, que normalmente contienen aire, estn rellenos de agua, de forma que elsuministro de oxgeno a las races se reduce drsticamente (no totalmente porque anuna pequea cantidad de oxgeno se puede disolver en el agua). El resultado es que las

races de la planta quedan muy limitadas en su metabolismo: deben pasar de un estadoaerbico (respiracin) a otro anaerbico (fermentacin), lo que limita mucho la obtencinde energa por parte de las clulas de la raz. Esto disminuye de manera espectacular lacapacidad de toma de agua y minerales por la raz, la hace ms vulnerable a lospatgenos del suelo, suele producir la muerte de los pelos de las raz, aumenta laacumulacin de productos txicos, las racesencharcadas producen la hormona gaseosaetileno(es una hormona de estrs que puedecausar la prdida de las hojas en la partearea) , ... y como consecuencia se anula o

retarda el crecimiento de la planta o incluso,si se mantiene, llega a causar su muerte. Hayplantas adaptadas a encharcamientosperidicos y, adems, los efectos delencharcamiento varan con la textura ytemperatura del suelo, pero, en general, esuna condicin adversa o crtica para lamayora de las plantas de cultivo.

El agua: Equilibrio hdrico. El agua es esencial para la fotosntesis y latranspiracin, regula los estomas (si estos se cierran las hojas no pueden conseguir elCO2 del aire que rodea a la hoja y la fotosntesis se para). Adems, el buen estado hdricode la planta es imprescindible para que las clulas y tejidos vegetales puedan crecer.Cuando la planta est en equilibrio hdrico(la disponibilidad de agua en el suelo iguala

a la demanda por parte de la parte area planta) seobtienen los mejores valores de crecimiento ydesarrollo. El dficit hdrico aparece cuando las racesno obtienen el agua necesaria del suelo para satisfacerlas prdidas por transpiracin (por los estomas) en laparte area. Esto puede ocurrir por varias razones:

suelo seco, suelo inundado, mucha demanda de vaporde agua por parte de la atmsfera (aire muy seco,caliente, da muy luminoso con viento clido quedeshidrata las hojas). Muchos de estos dficits hdricosson normales (fisiolgicos) a lo largo de un daluminoso y caluroso, incluso aunque el suelo est bienregado: se debe a que los estomas se abren mucho, laatmsfera est muy seca (mucha demanda evaporativa)y las hojas transpiran ms agua de la que es capaz de

aportar la raz; pero al llegar el atardecer y la noche los estomas se cierran, la

transpiracin cesa y las races son capaces de recargar el sistema hdrico de la plantatomando agua del suelo y recuperan, as, el equilibrio hdrico de la planta.


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Sequa. Es un trmino meteorolgico que se define como un periodo sinpluviosidad o muy baja humedad relativa en el aire. En Fisiologa Vegetal y Agronomaes ms habitual referirse a estreses hdricos, porque indican mejor el efecto que la sequatiene sobre la planta. De todas maneras, es obvio que la sequa es la causa ms frecuente

del estrs hdrico en las plantas. Incluso periodos breves de sequa pueden afectar demanera muy adversa al crecimiento y desarrollo de una cosecha: sobre todo si coincidencon etapas cruciales en el crecimiento y desarrollo de la planta, como las fases tempranasde desarrollo vegetativo o reproductor. Estos efectos suelen ser totalmente irreversiblesy producen grandes prdidas en la cosecha: la planta tendr un crecimiento mucho msreducido, que condiciona todo el desarrollo posterior, y si afecta a las etapas iniciales dela floracin, fecundacin o cuajado del fruto (fruit set) las prdidas sern cuantiosas. Losefectos del estrs hdrico se notan primero en la fotosntesis: los estomas se cierran y lasplantas no pueden sintetizar los azcares que les permiten crecer. Pero, adems, unestrs hdrico mantenido elimina la posibilidad de crecimiento en las clulas y tejidos

vegetales: las clulas vegetales necesitan tener una presin hidrosttica positiva (estarhinchadas de agua) para poder deformar sus paredes celulares y alargarse (elongacin,crecimiento en longitud). Si el estrshdrico ocurre en el momento msinoportuno, la pared primariadeformable de un tejido juvenil seconsolida en pared secundaria y staes ya muy rgida y no permite laexpansin celular posterior. Un estrshdrico prolongado causa la muerte de

la cosecha; las plantas cultivadas son,en general, poco tolerantes a la sequa.

Viento. Un viento ligero es necesario para recuperar el anhdrido carbnico (CO 2)que se consume en la proximidad de una hoja que realiza fotosntesis. En una vegetacindensa o en un invernadero de explotacin los niveles de CO2 pueden caer muy rpido, loque reduce la capacidad fotosinttica de las plantas. Por ello, en los invernaderos serecurre al empleo de ventiladores horizontales y apertura parcial de las ventanas o biense aade anhdrido carbnico desde una botella de CO2 (fertilizacin gaseosa) y suconcentracin se regula de manera automtica con un medidor IRGA (Infrared Gas

Analyzer). Incluso los mrgenes de la hoja sonimportantes a velocidades de viento pequeas:conforman una "rugosidad aerodinmica" queorigina remolinos minsculos, pero suficientes,para mezclar el aire de alrededor de la lminafoliar y restaurar los valores de anhdridocarbnico, adems de que contribuyen arefrigerar la hoja. No obstante, el viento excesivo

puede tener consecuencias muy negativas para la cosecha. Uno se los efectos adversosms comunes se denomina "encamado". Se conoce como encamadoel proceso por el quelos tallos de las plantas son desplazados de una manera permanente de su posicinvertical. Puede culminar en que las plantas se queden dobladas o tumbadas sobre elsuelo, y a veces puede conllevar la rotura de los tallos. El encamado puede producirse


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por el viento fuerte, la lluvia intensa o una combinacin deambos fenmenos. Al quedarse sobre el suelo, la cosechapierde gran parte de su valor: las partes que tocan el suelose estropean o pudren y el cosechado resulta mucho menos

eficaz.

Suelo o sustrato de cultivo. En condicionesnaturales, el suelo del campo de cultivo es el medio dondecrecen las races de las plantas cultivadas. Sin embargo, enmuchas tcnicas de cultivo moderno en invernaderos se recurre a sustratos artificialesorgnicos, como la turba, o completamente inertes e inorgnicos como la arena, perlita,vermiculita o lana de roca. Estos sustratos se pueden esterilizar, o pasteurizar, de

manera que no contenganmicroorganismos patgenos

ni nemtodos, insectos u otrosagentes animales adversos.Generalmente estos sustratosson muy pobres o carecen denutrientes minerales, que sedeben aportar como solucinhidropnicaaadida.

Fertilidad del suelo. La zona de la raz (o zona radical) constituye la fuente denutrientes minerales para las plantas. Se distinguen los macroelementos, es decir, losque se necesitan en mayor cantidad: nitrgeno (N), fsforo (P), potasio (K), calcio (Ca),magnesio (Mg) y azufre (S). Los microelementosson igual de esenciales para la planta,aunque sta los requiere en cantidades menores o incluso nfimas: hierro (Fe), zinc (Zn),cobre (Cu), manganeso (Mn), boro (B), cobalto (Co), molibdeno (Mo), cloro (Cl), silicio(Si) y nquel (Ni). Las cantidades deficientes en cada elemento producen sntomas muyacusados, con crecimiento muy pobre, limitado o anormal en la planta. Estos sntomashay que saberlos reconocer para corregir la deficiencia mineralconcreta. Por otra parte,el exceso de nutrientes (sobre todo de algunos micronutrientes, como Mn o Cu) pueden

producir efectos de toxicidadmucho peores, a veces, que las deficiencias.

Variabilidades de rendimiento.

El rendimiento que puede aportar un cultivo depende de sus caractersticasgenticasde productividad potencial y rusticidad (= "dureza" o capacidad de adaptarsea condiciones adversas) y de las condiciones ambientales.

La interaccin de estos tres aspectos determina el rendimiento de un cultivo, y poresta razn, el rendimiento tiene una variabilidad alta en tiempo y en espacio. As, porejemplo, un mismo cultivar aporta rendimientos diferentes de una localidad geogrfica aotra, al variar las condiciones climticas, aunque los dems factores ambientales sean


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iguales. Al suponer condiciones climticas iguales, el rendimiento puede variar deacuerdo con las caractersticas del suelo.

El conocimiento de cada componente del rendimiento y del periodo en el que se

desarrolla en el cultivo puede permitir influir sobre l y aumentar el rendimiento finalde la cosecha si se consigue manipularlos en el momento ms oportuno.

Consideremos algunos ejemplos:

Ejemplo. 1. La aplicacin de fertilizante nitrogenado (N) durante el ahijamientodel trigo puede aumentar el nmero de espigas presente en la cosecha, mientras que laaplicacin tarda no tendra ningn efecto. Durante el espigado, la aplicacin de N noproduce un aumento del rendimiento sino del aumento de la protena en el grano.

Ejemplo. 2. En la patata el rendimiento depende del nmero y tamao de lostubrculos por cada planta. Los procesos crticos son la tuberizacin y la formacin denudos a partir de los cuales pueden formarse los tubrculos. Una vez fijado el n detubrculos, el objetivo es disponer de una superficie foliar (S) suficientemente grandepara asegurarse un suministro adecuado de hidratos de carbono fotosintticos para quelas patatas puedan desarrollarse.

Ejemplo. 3 En plantas forrajeras o gramneas pratenses los componentes derendimiento son las yemas a partir de las cuales se inicia el crecimiento.

Componentes del rendimiento agronmico (y econmico) en diferentes cultivos.

Cebada: granodelmediopesoespiga

granosdeNmero

cultivodereadeunidad

espigasdeNmero

Patata: tubrculodelmediopesoplanta

tubrculosdeNmero


plantasdeNmero

Remolacha:

)(% pesoensacarosadecontenidoplanta

adescoronadrazdemedioPeso


plantasdeNmero


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Factores que afectan al rendimiento biolgico y/o agronmico.

Factores genticos de la planta:

La calidad de la semilla, su rusticidad, su capacidad de crecimiento en el entornoseleccionado (a la sequa, a la temperatura), su mayor o menor resistencia aplagas y/o enfermedadesCapacidad fotosinttica, translocacin de los fotosintetizados a los lugaresdeseados con valor agronmico, tasas de respiracin y fotorrespiracin, proporcinparte vegetativa/reproductora (los cultivares de gran rendimiento de trigo, maz oarroz suelen ser plantas de talla pequea -vegetativa- que producen muchos frutos -reproductora-).

Efectos biticos con efectos adversos o beneficiosos:

Otras especies vegetales (las otras plantas de cultivo circundantes, malas hierbas,efectos alelopticos = "guerra qumica planta-planta", ).

Animales herbvoros (fitfagos), parsitos, patgenos, vectores patognicos (queinoculan virus, como los nemtodos o los pulgones).

Microorganismos: simbiosis o patogenicidad.

As, la densidad de poblacin (siembra), el grado

de infestacin por malas hierbas, el ataque de plagas yenfermedades, son aspectos de las relaciones biticasque influyen en el rendimiento de los cultivos. Unejemplo lo tenemos entre el arroz y las malas hierbas. Sihay una fuerte infestacin de malas hierbas y stas seencuentran ya con semillas en el momento de larecoleccin, las semillas de las malas hierbas contaminanal producto obtenido, disminuyendo su calidad. En eltrigo, pueden aparecer insectos dentro del grano(gorgojos), contaminando la harina y produciendodaos cuantiosos al trigo almacenado anteriormente.

Tcnicas de cultivo:

Empleo de material vegetal seleccionado (cultivares). Densidad de siembra. Preparacin del terreno (laboreo o labranza, tillage). Aplicacin de fertilizantes. Riego. Aplicacin de pesticidas. Tcnicas de mecanizacin en la recoleccin, trilla o cosechado. Otros.


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Por lo general el rendimiento hace referencia a la cantidad de material producido,pero en sentido amplio habra que considerar tambin el concepto de calidad, ya que,cada vez ms y sobre todo en determinados cultivos de uso industrial (remolacha, uva,patatas para fritura, cereal de panificacin....), la produccin se valora y se paga al

productor en funcin de diferentes parmetros de calidad, asociados al destinoindustrial de la materia prima vegetal. As, los diferentes factores analizados inciden enla cantidad del producto pero tambin se puede ver afectada la calidad del mismo, y eldestino final del producto vegetal que puede ser diferente al inicialmente propuesto enel momento de la siembra, con las consiguientes prdidas para el productor. Porejemplo, una mala prctica puede provocar que un cultivo asociado a la marca Kalitateao Eusko Labelde la Comunidad Autnoma Vasca, no cumpla los parmetros exigidos ydeba comercializarse por otra va con menor valor aadido.

Para finalizar, y aunque no forma parte del proceso de produccin propiamente

dicho, no hay que olvidar la etapa post-cosecha: El periodo que transcurre desde lacosecha del producto hasta su venta al consumidor. Este periodo puede ser ms largo oms corto, pero puede suponer prdidas de ms del 50% del material producido si elproceso no se realiza en las condiciones adecuadas.

Tengamos presente que el producto cosechado sigue siendo un producto vivoquerespira, metaboliza,...,est sujeto a ataques de patgenos o insectos...; con elinconveniente de que las prdidas que se producen no son compensadas por el resto dela planta, de la que ha sido separado. As, la vida til del producto vegetal depender delas condiciones que, con nuestro conocimiento y la tecnologa disponible, impongamos

para minimizar esas prdidas.

Los conocimientos cientficos y el desarrollo tecnolgico (principalmente en pasesdesarrollados) han conseguido mejorar este periodo y minimizar las prdidas. As, elmayor conocimiento del material vegetal y loscambios que puede sufrir, as como de los factoresque los alteran, permiten, con la aplicacin de latecnologa, reducir las prdidas durante esteperiodo. Tcnicas como la refrigeracin, tantodurante el transporte como durante el

almacenamiento, la aplicacin deantitranspirantes, de reguladores de crecimiento(fitorreguladores) para evitar la brotacin, porejemplo en patatas, son tcnicas tradicionales quese han venido usando de forma rutinaria. Otrastecnologas, ms novedosas como las atmsferascontroladas y las modificadas (por ejemplo, enrelacin al etileno, para controlar la maduracinde frutos almacenados) han contribuido a mejorarel periodo post-cosecha y la vida til del producto,

pero esto entra ya en aspectos de tecnologavegetal.

cta pmp veg - 01 - productividad vegetal (bµsicos) 2015.pdf

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