Fase fisiológica del rendimiento de los cultivos, producción y dinámica de ecosistemas

CURSO : FISIOLOGÍA VEGETAL

PROFESOR DE CURSO : ENEQUE PUICON, Armando

ALUMNO : ARMAS MIRANDA, Cristhian

SEMESTRE: 2010 – I

TINGO MARÍA - PERÚ

ÍNDICE

I. INTRODUCCIÓN..............................................................................................3

II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.............................................................................3

2.1 ÓPTIMO FISIOLÓGICO Y ÓPTIMO ECOLÓGICO......................................................42.1.1 Productividad...........................................................................................5

2.2 FACTORES CONDICIONANTES DEL CRECIMIENTO Y DESARROLLO VEGETAL...........62.2.1 Factores Internos.................................................................................6

a) Estrés......................................................................................................6b) Factores biológicos.................................................................................8c) Requerimiento de nutrientes.................................................................14d) Potencial de rendimiento......................................................................20e) Rendimiento potencial...........................................................................22f) Requerimiento hídrico...........................................................................22g) Arquitectura de los sistemas radicales..................................................22h) Eficiencia del uso de agua....................................................................22i) Dinámicas de asimilación en el organismo...........................................22j) Características de la variedad de plantas para adaptarse....................22

2.2.2 Factores Externos..............................................................................29a) Factores edafológicos...........................................................................29b) Los accidentes de origen natural o antrópico........................................29c) La luna y la fisiología de la planta.........................................................30d) Factores ambientales............................................................................38e) Factor climático.....................................................................................38f) Preparación del terreno.........................................................................38g) Ecofisiologia de los cultivos...................................................................38h) Época de siembra o plantación.............................................................38i) Elección y manejo de las semillas.........................................................38j) Requerimiento de los minerales en los cultivos....................................38k) Plagas que afectan los cultivos.............................................................38l) Malezas en cultivos y competencia.......................................................38m) Factores ambientales............................................................................38n) Microclima.............................................................................................38o) Diseño del sistema de cultivo (monocultivo rotativo cultivo mixto)........38p) Calidad de sitio......................................................................................38

I. INTRODUCCIÓN

Página 2

Generalmente los cultivos alcanzan su rendimiento de acuerdo a las adaptaciones que han logrado desde sus ancestros comunes, en estos últimos tiempos con el avance de la tecnología han originando que el rendimiento sea mayor y en menor tiempo, de acuerdo al ingenio y creatividad del hombre y al gran avance de la fisiología.

El conocimiento de la fisiología del rendimiento potencial ha permitido comprender los mecanismos por los que el rendimiento potencial de los cultivos ha aumentado, mostrando vías de fitomejoramiento futuro además de la forma de adecuar las prácticas de manejo agronómico a los momentos críticos de crecimiento y desarrollo de los cultivos.

Con el objeto de que el rendimiento se afecte menos bajo condiciones de estrés, el mejoramiento de plantas se ha orientado a la selección de genotipos con floración temprana y con mayor estabilidad de rendimiento. Por otra parte, se ha buscado identificar los mecanismos que le permiten a las plantas tolerar el déficit hídrico y que además se asocien al rendimiento, de manera de usarlos en la selección indirecta de genotipos con alto rendimiento. Su uso depende de que el carácter posea variabilidad genética, que su heredabilidad sea mayor que la del rendimiento y que el carácter sea fácil, rápido y económico de evaluar. Los principales caracteres estudiados son floración temprana, ajuste osmótico y adaptabilidad al clima. Todos ellos en genotipos de alto rendimiento potencial.

Por otro lado la producción y el rendimiento se ven afectados por la dinámica de los ecosistemas del medio y las relaciones que con ellas intercambian ya que este factor juega un rol importante para la prosperidad del cultivo.

Debido al aumento de la población humana, y a los escases de territorios productivos se ha visto la necesidad del fitomejoramiento para satisfacer la alimentación mundial, y el mejor uso de los recursos; producir mayor cantidad en menor espacio.

II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

2.1 Óptimo fisiológico y óptimo ecológico

Página 3

Relación de condiciones y recursos para los cuales la planta tiene un crecimiento sostenible y máximo, es muy versátil y varia de una especia a otra, según las adaptaciones que presente en sus órganos y estructuras vitales, generalmente se pueden obtener estas condiciones en el laboratorio ya que en laboratorio se trabaja sobre plantas individuales, donde se separan perfectamente unas sobre otras, mientras que en el campo las condiciones son mucho más variables, menos controlables, además existen otros individuos que compiten con esta planta por los mismos factores que nosotros queremos medir, influyen, así el factor competencia y el de interacción con otros individuos al igual que la presencia de micro climas. Toda desviación del óptimo provoca un descenso en la respuesta de la planta por la cual no puede alcanzar buen rendimiento ni buena producción.

El óptimo fisiológico refleja las propiedades funcionales del individuo, y el ecológico se refiere al margen de variabilidad y capacidad de supervivencia del mismo. El estudio ecofisiológico implica conocer ambos óptimos. No hay que olvidar que muchas especies (sobre todo en ecosistemas naturales) crecen en competencia intraespecífica o interespecífica, es decir que a la competencia por elementos abióticos se le debe sumar la competencia entre especies.

El enfoque ecofisiológico incluye, en primer lugar, una descripción detallada del ambiente, es decir, aspectos físicos, climáticos, físico-químicos de la atmósfera circundante, suelo, agua, etc. Incluye también un estudio del individuo para determinar las características de su germinación, requerimientos nutricionales, capacidad fotosintética y proceso de reproducción. Además, se debe conocer el comportamiento del individuo en comunidades, su interacción, organización espacial y temporal dentro de la comunidad, así como la producción de materia orgánica en condiciones naturales y experimentales. Conociendo todos estos aspectos es más fácil discernir cuando una especie está o no en su punto optimo de producción y rendimiento.

2.1.1 Productividad

Página 4

La productividad es una característica de las poblaciones que sirve también como índice importante para definir el funcionamiento de cualquier ecosistema. Su estudio puede hacerse a nivel de las especies, cuando interesa su aprovechamiento económico como en el caso de la producción de alimentos (trigo, arroz, plátano, caña de azúcar) o de un medio en general.

Las plantas, como organismos autótrofos, tienen la capacidad de sintetizar su propia masa corporal a partir de los elementos y compuestos inorgánicos del medio, en presencia de agua como vehículo de las reacciones y con la intervención de la luz solar como aporte energético para éstas. El resultado de esta actividad, es decir los tejidos vegetales, constituyen la producción primaria. Más tarde, los animales comen las plantas y aprovechan esos compuestos orgánicos para crear su propia estructura corporal, que en algunas circunstancias servirá también de alimento a otros animales. Eso es la producción secundaria, según la cantidad sintetizada por los vegetales debido a su base fisiológica y al rendimiento que estas presentan, en otras palabras la producción primaria es un factor limitante para la existencia en el planeta.

En ambos casos, la proporción entre la cantidad de nutrientes ingresados y la biomasa producida nos dará la llamada productividad, que mide la eficacia con la que un organismo puede aprovechar sus recursos tróficos. Pero el conjunto de organismos y el medio físico en el que viven forman el ecosistema, por lo que la productividad aplicada al conjunto de todos ellos nos servirá para obtener un parámetro con el que medir el funcionamiento de dicho ecosistema y conocer el modo en que la energía fluye por los distintos niveles de su organización.

La productividad es uno de los parámetros más utilizados para medir la eficacia de un ecosistema, calculándose ésta en general como el cociente entre una variable de salida y otra de entrada.

Página 5

II.2 Factores condicionantes del crecimiento y desarrollo vegetal

II.2.1 Factores Internos

a) Estrés

Es cualquier factor ambiental potencialmente desfavorable para un organismo viviente, hay que distinguir entre el agente o factor que produce el estrés y el resultado o alteración causada, se pueden distinguir básicamente dos tipos de estrés: los originados por factores bióticos y los originados por factores abióticos. Un ejemplo de estrés biótico sería el que ejerce un conjunto de especies sobre otras especies. Por otro lado, las invasiones producidas por especies introducidas también provocan estrés en las especies naturales Levitt (1980).

Entre los principales tipos de estrés por factores abióticos tenemos:

- Térmico (altas y bajas temperaturas (enfriamiento, congelamiento))

- Hídrico (agua en exceso (anegamiento) o sequía)

- Químico (sales, iones, gases, herbicidas)

- Físico (vientos, presiones altas o bajas, sonidos, electricidad )

- Radiación (infrarroja, visible, UV, ionizante)

Página 6

Larcher (1987) postuló que siempre y cuando haya un gasto de energía extra para mantener las funciones vitales o que se recurra a vías metabólicas especiales para compensar la situación y que se produzcan procesos de degradación, el organismo está en estrés. Desde este punto de vista es importante conocer el comportamiento fisiológico de una especie tanto en el laboratorio como en el campo, un método de laboratorio, por ejemplo el estudio de la germinación bajo distintas temperaturas, nos dará el óptimo fisiológico para la germinación, y los estudios de campo nos darán el óptimo ecológico.

Estrategias de las plantas para enfrentar al estrés

En este punto se debe introducir el concepto de adaptación o estrategias inherente a los sistemas vivos. Gracias a este proceso adaptativo las especies han optado por dos caminos: resistir el efecto de un agente estresante, por ejemplo resisten a las temperaturas bajas sintetizando sustancias químicas apropiadas, o bien reparan el daño producido. Por lo tanto, otro de los objetivos de la fisiología del estrés es investigar los mecanismos (físicos, físico-químicos, bioquímicos, fisiológicos) que se manifiestan en una situación de estrés y las estrategias que las plantas han desarrollado para evitarlas o contrarrestarlas. Así se han identificado distintos tipos de estrategias.

a.- Tolerancia: una especie convive con el estrés, por ejemplo plantas de la montaña alta que soportan heladas cada noche.

b.- Evitación: la especie evita de alguna manera al factor estresante, por ejemplo la papa en las punas, que evita la formación de hielo debido a la elevada concentración de solutos.

c.- Escape: el organismo ajusta su ciclo biológico de tal manera que cumple con su ciclo en poco tiempo coincidiendo con las condiciones menos desfavorables, por ejemplo plantas efímeras, anuales, o plantas del Ártico que florecen por muy poco tiempo en primavera.

Conocer qué mecanismos o estrategias utiliza una variedad de plantas productoras sería toda una investigación, así como también el saber si emplea un mecanismo único difundido en todas las variedades, o si cada variedad posee un mecanismo distinto.

Página 7

Como podemos ver, el comportamiento de una especie resulta de la interacción entre ésta y el ambiente en el que se desarrolla. El comportamiento así como la actividad fotosintética resultan tanto de procesos fisiológicos básicos, hay una estricta relación estructura-función. Podemos afirmar que una es el reflejo de la otra, y que ambas se perfeccionaron a lo largo de la evolución.

Dentro de los tipos de estrés que afecten a la planta, el estrés hídrico es el que más repercute en el desarrollo y la producción ya que afecta severamente en el rendimiento de la planta.

Sabemos desde hace ya bastante tiempo que la falta de agua limita la productividad de los ecosistemas naturales y agrícolas. En general, se produce sequía o escasez de agua cuando el suministro es restringido por falta de lluvias o deficiencias, o bien porque la capacidad de almacenamiento del suelo no es buena. También puede haber pérdida de agua por demanda evaporativa de aire. Hay que destacar que el estrés hídrico se debe no sólo a la falta de agua sino también a las bajas temperaturas o alta salinidad.

No hay que olvidar que el agua es el solvente y transporte universal de las células, que ejerce un efecto refrigerante en todas las plantas y que además es el donador de electrones en la reacción de Hill. Por lo tanto, es de esperarse que el estrés por falta de agua afecte a cualquiera de estos niveles. Hasta el momento, las investigaciones han demostrado la presencia de respuestas comunes, independientemente del grupo de plantas que se trate.

En el estrés hídrico se acumulan solutos como prolina y otros aminoácidos, poliaminas, polioles y oligosacaridos, e incluso se expresan genes a través de proteínas para el frío o sequía, podemos pensar en respuestas evolutivas y mecanismos emparentados dependiendo de las especies o variedades.

b) Factores biológicos

El factor biológico incide en el desarrollo de los vegetales de forma tanto favorable como negativa. Por un lado, constituye un elemento de

Página 8

importancia vital para muchas plantas, ya que la actividad biológica les permite asegurar la perpetuación de su especie.

El pulgón, entre otros numerosos insectos, es un factor biológico negativo para las plantas, a las cuales chupa la savia y termina marchitándolas.

Otro ejemplo de factor biológico lo constituye la dispersión de los frutos que realizan muchos animales, utilizando el cuerpo externo como transporte o expulsando las semillas tras ser ingeridos y digeridos. Muchos de estos animales y plantas se encuentran ligados evolutivamente.

Por otro lado, algunos tipos de microorganismos constituyen fuentes de enfermedades que pueden limitar el desarrollo de los vegetales, o conducen a su destrucción. Las enfermedades fúngicas, por ejemplo, están causadas por hongos y pueden afectar tanto a las partes externas de las plantas como a sus órganos internos; determinados hongos pueden resultar muy destructivos, causar podredumbres o limitar drásticamente el normal crecimiento de las plantas; algunos de ellos muy conocidos son el oidio, tizón, mildiu o roya.

Las plagas de animales invertebrados son también un factor limitante del desarrollo vegetal. Existen infinidad de especies fitófagas de gusanos, escarabajos, moscas, arañas, babosas, etc., que actúan sobre las plantas básicamente masticando las partes tiernas, pero en algunos casos también absorbiendo los líquidos, como los pulgones.

Otro factor biológico importante que aumenta el rendimiento de los cultivos son los insectos y aves polinizadoras como las abejas y colibríes.

Existen plantas que se asocian para vivir y aumentar su producción y resistencia en ambientes en el que solas no podrían vivir como: 

Micorrizas: Se denominan micorrizas a los órganos formados por la raíz de una planta y el micelio de un hongo. Su función es la de absorción, por lo que se extienden por el suelo proporcionando agua y nutrientes y protegiendo las raíces de

Página 9

algunas enfermedades.

A cambio, el hongo recibe el azúcar que necesita, proveniente de la fotosíntesis de la planta. Así, gracias a la actuación de la micorriza, se ve favorecido el crecimiento y mejora su resistencia. La mayoría de las plantas realizan esta simbiosis con los hongos, para lo cual es necesario que las condiciones medioambientales sean favorables a ambos.El término micorriza describe globalmente toda una serie de estructuras formadas por las asociaciones que se establecen entre varios géneros de hongos de suelo y las raíces de la mayoría de las plantas vasculares (Frank, 1885), e incluso se han descrito sobre plantas no vasculares.

El establecimiento de estas asociaciones implica la creación de fuertes interdependencias, tanto es así que el hongo pasa a ser una parte más del sistema radical, tan perfectamente integrado en el mismo que ve muy dificultado o incluso imposibilitado su desarrollo sin el concurso de su planta hospedadora, y ésta puede tener un rango de dependencia del hongo, que va desde absoluto hasta relativo en mayor o menor grado (Barea et al., 1993).

Importancia

Las micorrizas cumplen una función esencial en el ecosistema terrestre, desempeñando una serie de funciones esenciales para la salud de muchas plantas y cultivos. Y es que la función del hongo es colonizar biotróficamente la corteza de una raíz determinada, sin causarle daño alguno, sino que se integra llegando a formar parte de ella. A su vez, el hongo también coloniza el suelo que rodea la raíz mediante su micelio externo, de manera que ayuda al huésped a adquirir nutrientes minerales y agua.

Por su parte, la planta proporciona al hongo compuestos carbonados que proceden de la fotosíntesis. Por este motivo, las micorrizas desarrollan un papel fundamental en el desarrollo y mantenimiento de muchos ecosistemas, por lo que se pueden

Página 10

encontrar en todos los suelos y en todos los climas terrestres. Debido a la función que ejercen las micorrizas, como protectoras de los cultivos, es posible reducir los fertilizantes y los fitofármacos en aquellas plantas que las posean.

¿Sobre qué Plantas se Establecen?

Las asociaciones micorrícicas se producen sobre casi todas las plantas vasculares con algunas excepciones como las familias Crucíferas, Quenopodiáceas, Ciperáceas, Cariofiláceas y Juncáceas (Azcón Aguilar y Barea, 1997) y también se establecen en Briofitas y Pteridofitas, aunque existe poca información sobre estas simbiosis con plantas no vasculares (Moser y Haselwandter, 1983).

Entre las plantas vasculares colonizadas por «micorrizas» se encuentran todas las especies leñosas de interés forestal (Fagáceas, Betuláceas, Pináceas, etc.), todas las especies de interés hortícola (Solanáceas, Gramíneas, etc.) y muchas familias de importancia ornamental (Orquidiáceas, Rosácea). Esto da una clara idea de la importancia ecológica y económica de las micorrizas.

Hongos Micorrícicos

La asociación mutualista que se produce entre el hongo y las raíces es utilizada por la mayor parte de las plantas vasculares y por los hongos de tipo basidiomicetas, ascomicetas y zigomicetas. Gran parte de las setas comestibles del bosque de pino, como el nízcalo, las mocosas, la oronja, la negrilla, la palometa o la lengua de gato, constituyen carpóforos de este tipo de hongos.

Micorrizas ArbuscularesLos hongos micorrizas más comunes son los arbusculares, que proporcionan grandes beneficios económicos gracias a su efecto benéfico sobre el crecimiento y la tolerancia al estrés de una gran parte de cultivos. Éstos son unos microorganismos

Página 11

telúricos que se caracterizan por su incapacidad para reproducirse si no es mediante la colonización de las raíces de una planta, que recibe el nombre de huésped.

Los hongos que dan lugar a este tipo de micorrizas son Zigomicetos microscópicos del orden Glomales. Son formadoras de micorrizas arbusculares la mayor parte de leguminosas herbáceas y algunas leñosas, los cereales, los frutales, la gran mayoría de los cultivos hortícolas y muchos arbustos, subarbustos y herbáceas de ecosistemas forestales.

Beneficio para Suelos Degradados

Otra función de gran importancia de las micorrizas es la ayuda al establecimiento y protección de aquellas plantas que se encuentra en suelos poco productivos, como los afectados por la desertificación, la contaminación por metales pesados o la salinización. Así, proporciona numerosos beneficios a los cultivos y permite obtener alimentos sanos. De este modo, las micorrizas arbusculares permiten frenar la erosión del terreno y la desertificación, sobre todo, en los ecosistemas frágiles.

Por su parte, en suelos afectados por los efectos negativos de los metales pesados, se ha comprobado que las plantas micorrizadas poseen mayor resistencia, gracias a la capacidad que obtiene para inmovilizar los metales en la raíz, impidiendo que éstos pasen a la parte aérea de la planta. Por último, en cuanto a la salinización hay que señalar que en la actualidad se están llevando a cabo estudios que indicarán que tipo de hongos son más apropiados para este factor.

¿Cuáles son los Efectos de las Asociaciones Micorrícicas?

Las micorrizas actúan a varios niveles, provocando alteraciones morfológicas y anatómicas en las plantas hospedadoras como cambios en la relación tallo raíz, en la estructura de los tejidos radicales, en el número de cloroplastos, aumento de la lignificación, alteración de los balances hormonales ..., efectos que

Página 12

no son sólo explicables como una simple mejora nutritiva de la planta debida al aumento de eficacia en la absorción de nutrientes por la raíz gracias a la formación de la micorriza, sino que responde a cambios metabólicos más profundos y complejos debidos a la integración fisiológica de los simbiontes. Otro de los efectos más interesantes de las micorrizas es su papel en relación con el ecosistema en el que se desarrollan; así interaccionan con diversos microorganismos de la micorrizosfera estableciendo provechosas cooperaciones con unos y compitiendo con otros generalmente de tipo patógeno, e incluso interactuando con la microfauna de la rizosfera (Nematodos, Afidos, Acaros) aunque su papel aparentemente protector es relativo (Moser y Haselwandter, 1983).

¿Cuáles son las Aplicaciones Prácticas de las Micorrizas?

Aparte de su interés científico: estudios de tipo fisiológico en plantas, en microbiología, aplicaciones a la biotecnología en la producción comercial hortofrutícola y ornamental, son de destacar su aplicación a procesos de reforestación revegetación (Salamanca et al., 1992) y de recuperación de zonas áridas y de suelos degradados (Daft et al., 1975).

Otra de las aplicaciones punteras es fácil de deducir de todo lo dicho, su aplicación en el control biológico contra agentes patógenos de la rizosfera. Pero el mejor motivo para trabajar con ellas y la mayor satisfacción que ofrecen a sus manipuladores es la obtención de plantas vigorosas y sanas.

En la Naturaleza esta simbiosis se produce espontáneamente. Se estima que entre el 90 y el 95% de las plantas superiores presentan micorrizas de forma habitual.

Asociación entre bacterias fijadoras del nitrógeno del

Página 13

género Rhizobium y plantas de la familia de las Leguminosas. Las bacterias viven dentro de nódulos en la raíces de las leguminosas, proporcionan a las plantas todo el nitrógeno que necesitan para producir compuestos nitrogenados como clorofilas, proteínas y ácidos nucleicos, y las leguminosas suministran a las bacterias, azúcares y otras moléculas orgánicas ricas en energía.

El establecimiento de la simbiosis para atrapar el N2 entre Rhizobium y la leguminosa es un proceso complejo, donde la formación de nódulos la captación del N2 se da en etapas sucesivas. Rhizobium induce en la leguminosa el desarrollo de nódulos en su raíz, los dos organismos establecen una cooperación metabólica, las bacterias reducen N2 a amonio (NH4), el cual exportan al tejido vegetal para su asimilación en proteínas y otros compuestos nitrogenados complejos, las hojas reducen el C02 en azúcares durante la fotosíntesis y lo transportan a la raíz donde los bacteroides de Rhizobium lo usan como fuente de energía para proveer ATP al proceso de inmovilizar N2.

Los rizobios no pueden independientemente fijar nitrógeno atmosférico: requieren una planta hospedante. Morfológicamente son, en general, grandes negativas, motiles y no esporulan.Aunque mucho nitrógeno es removido cuando se cosechan los granos ricos en proteína, cantidades significativas pueden permanecer en el suelo para futuros cultivos. Esto es especialmente importante cuando no se usan fertilizantes nitrogenados como en los esquemas de secuencias de cultivos en la agricultura orgánica o en países menos industrializados. Por lo general, el nitrógeno es el nutriente más comúnmente deficitario en muchos suelos del mundo y el más comúnmente agregado al suelo. La fertilización nitrogenada a través de fertilizantes tiene fuertes impactos medioambientales. En cambio, la fijación de nitrógeno por estas bacterias es muy beneficiosa para el ambiente.

c) Requerimiento de nutrientes

Cuando se diagnostican las necesidades de fertilización de los cultivos es importante conocer el requerimiento de nutrientes para alcanzar un determinado rendimiento optimo. Los requerimientos nutricionales de los cultivos varían de acuerdo al nivel de producción y el ambiente, por lo que se debe tener en cuenta el tipo de suelo, microclima y la variedad a usar.

Página 14

El restablecimiento, mantenimiento e incremento de la fertilidad de los suelos son prioritarios en la agricultura, particularmente en las zonas del mundo en desarrollo donde los suelos inherentemente carecen de nutrientes vegetales, y está aumentando rápidamente la demanda de alimentos y materias primas. Un suelo fértil proporciona una base sólida a los sistemas flexibles de producción de alimentos que, con las limitaciones del terreno y el clima, pueden producir una amplia variedad de cultivos para satisfacer las necesidades en transformación.

Actualmente se está prestando más atención a los Sistemas Integrados de Nutrición de las Plantas, que mantienen o incrementan la productividad de los suelos mediante una utilización equilibrada de fertilizantes minerales en combinación con nutrientes vegetales de origen orgánico. Los sistemas integrados de nutrición de las plantas son viables ecológica, social y económicamente, y pueden producir incrementos sostenibles de la productividad de los suelos y de las cosechas, tomándose en cuenta los cultivos ecológicos q viene a ser la producción ecológica que engloba a los productos que reúnen un compendio de técnicas agropecuarias que excluyen, normalmente, el uso de productos químicos con el objetivo de preservar el medio ambiente, mantener o aumentar la fertilidad del suelo y proporcionar alimentos con todas sus propiedades naturales.

Un ecosistema agrícola difiere de otro natural porque los elementos nutritivos de las plantas constantemente se están eliminando y exportando. Los agricultores tratan de satisfacer la demanda de nutrientes vegetales mediante la utilización de nutrientes químicos que alteran el ecosistema del suelo.

Los nutrientes dentro de campos agrícolas se pierden rápido, A consecuencia, los fertilizantes minerales tienen que desempeñar una función clave en las zonas donde se requiere una producción agrícola mayor.

La búsqueda de una mayor productividad tiene que confrontarse con la necesidad de mantener la fertilidad de los suelos e impedir que se degraden. La rentabilidad de adoptar los sistemas integrados de nutrientes de las plantas debería, no obstante, juzgarse a futuro, ya que una mayor eficiencia de la utilización de nutrientes para los cultivos tiende a manifestarse apenas después de numerosos ciclos agrícolas.

Página 15

Los campesinos que tienen pocos recursos se ven obligados a tratar de obtener resultados a corto plazo es por esta razón que aplican abonos químicos. Si se eliminaran las limitaciones para tener acceso a los mercados y a la tecnología para la producción, y se brindara protección contra los riesgos y apoyo a la agricultura orgánica, los campesinos podrían utilizar de manera económica los nutrientes vegetales y de forma tal que se apoyara una producción agrícola sostenible.

Los síntomas que se manifiestan por la falta de nutrientes tiene lugar a través de los síntomas externos que manifiesta la planta, tejidos, composición química de tejidos, actividad enzimática y concentración de nutrientes en órganos y follaje. Para esto el conocer el proceso de circulación y la función de los nutrientes en los árboles facilita el proceso, a través de la manifestación y desarrollo del síntoma. Los sistemas más usados para diagnóstico de deficiencias son los síntomas externos, principalmente, ya que son los primeros que demuestran que existe deficiencia en algún nutriente.

Factores que afectan la absorción de nutrientes en la raíz

Contenido hídrico

La fase líquida de la solución del suelo contiene disueltos nutrientes minerales y actúa como el medio para el movimiento de iones hacia y desde las raíces. Las variaciones en el contenido de agua del suelo pueden tener una gran influencia sobre la absorción de nutrientes. El efecto del bajo contenido hídrico del suelo sobre la absorción puede deberse tanto a la menor disponibilidad de nutrientes como al menor crecimiento de raíces con la consiguiente restricción del volumen de suelo explorado, como a un cambio en la funcionalidad de las raíces. La disponibilidad de nutrientes es afectada por dos vías. Por un lado, cuando baja el contenido de agua del suelo disminuye la movilidad de iones debido a que espacios de aire reemplazan al agua en los poros delimitados por las partículas de suelo. Los efectos sobre la movilidad de los nutrientes son importantes aún en rangos de contenido hídrico del suelo que afectan poco las relaciones hídricas de la planta. Por otro lado, el bajo contenido de agua puede determinar la inmovilización de algunos elementos en la fase sólida del suelo (por ejemplo fósforo y potasio). Finalmente, es necesario tener en cuenta la influencia del contenido de agua sobre la actividad de los microorganismos (lo mismo que

Página 16

la temperatura, el oxígeno y el pH) ya que de ella depende la disponibilidad de algunos nutrientes, como el fósforo.

PH

El pH es otra propiedad importante del suelo que afecta la disponibilidad y absorción de nutrientes. Un pH relativamente bajo favorece la liberación de iones K+, Mg2+, Ca2+ y Mn2+, de la roca madre y aumenta la solubilidad de sales de carbonatos, sulfatos y fosfatos. El aumento de la solubilidad facilita la absorción por las raíces. Por otro lado, en suelos ácidos aumenta la solubilidad de iones como el Al3+, que es tóxico en altas concentraciones. El pH del medio afecta la absorción de nutrientes de varias formas. En el caso del fosfato se modifica la especie iónica. A pH bajo, la forma de fosforo predominante es H2PO4

-, hay iguales proporciones de H2PO4- y HPO4

2- a pH 6.8. El HPO4

2- predomina a pH inmediatamente superior a 6.8 y PO43- es la

forma más importante a pH alcalino. La facilidad con que se absorben los iones fosfato disminuye al aumentar la carga, por lo que a pH alto se reduce la absorción. A pH alto también hay interferencias con la absorción de hierro y otros micronutrientes.

Temperatura

La tasa de absorción de sales aumenta con la temperatura, hasta los 40°C aproximadamente, para decaer a temperaturas mayores.

Esta relación probablemente resulte del efecto de la temperatura sobre la actividad metabólica de las células radicales. Por encima de los 40°C la desorganización de las membranas celulares produce una disminución de la absorción y una mayor pérdida de los iones absorbidos. Hay diferencias entre especies en cuanto a la capacidad de absorber iones del medio a distintas temperaturas. También la oferta de nutrientes del medio puede variar con la temperatura. Por ejemplo, en suelos fríos hay un predominio de nitrógeno bajo la forma de NH4

+, ya que la nitrificación está muy atenuada. Se observó en plantas de Arrhenaterum elatius (especie de suelos calcáreos y crecimiento estival), cultivadas en hidroponía, que la absorción de nitrato era mayor que la de amonio a temperaturas altas. Por el contrario Poa annua (especie de crecimiento primaveral) absorbía preferentemente amonio a bajas temperaturas.

Irradiación

Página 17

El efecto de la irradiación sobre la cinética de absorción de nutrientes depende en términos generales de su disponibilidad en el suelo. Cuando la disponibilidad de nutrientes es alta, las bajas irradiaciones pueden reducir la absorción de nutrientes. En este sentido, la limitación en el crecimiento de la planta consecuente de las bajas irradiación reducen su demanda de nutrientes. Por el contrario, cuando la disponibilidad de nutrientes es baja, la irradiación no registra efectos de gran importancia sobre la absorción de nutrientes, sino que es la misma escasez de nutrientes quien limita la absorción.

Aireación

El suministro a las raíces del oxígeno disuelto en la solución del suelo es esencial para la respiración celular que es la fuente de energía metabólica utilizada en los procesos activos de transporte de nutrientes a través de la membrana y para el mantenimiento de la integridad de ésta. La concentración de oxígeno en la atmósfera edáfica modifica la tasa de absorción de nutrientes, observándose diferencias específicas en cuanto a sensibilidad a este factor. Concentraciones por debajo del 3% producen reducciones muy pronunciadas en la absorción por parte de las raíces de cebada, mientras que las raíces de arroz pueden continuar absorbiendo con una velocidad casi óptima, aún cuando la concentración de O2 sea cercana a 0%. La textura y la estructura del suelo, el tipo de labores que se practican, el drenaje y las precipitaciones, son todos factores que pueden alterar en forma más o menos profunda la aireación del suelo, pudiendo determinar en algunos casos el fracaso de una siembra por restricción en la absorción de nutrientes por las plántulas.

Al considerar los mecanismos de absorción hemos descripto su dependencia de niveles adecuados de ATP. El crecimiento de las raíces también depende de la energía disponible, por lo tanto es de esperar un efecto importante del O2. Por lo tanto, la absorción de iones es drásticamente afectada por condiciones que reducen la actividad metabólica como las temperaturas bajas, la anaerobiosis y los inhibidores del metabolismo.

Rizósfera

Es la zona de suelo que se encuentra íntimamente en contacto con la raíz que se caracteriza por ser un microambiente que se diferencia del resto del suelo. Su tamaño no es estático sino que varía en el tiempo y en el espacio.

Página 18

En la misma se producen las interacciones de las raíces con el medio biótico (microflora y fauna benéfica o patógena) y abiótico. Las diferencias con el resto del suelo están dadas en la composición de iones inorgánicos, por ejemplo se produce en la misma una disminución en la concentración de fosfato debida a su rápida absorción por la raíz. En el caso del calcio que se mueve por flujo masal hasta la raíz en la rizosfera puede producirse acumulación del mismo. También existen diferencias a nivel de pH, en la rizosfera puede medirse variaciones entre 1 y 2 unidades debidos a excreciones desde la raíz de HCO3

- y H+, también existen efectos debidos a las fertilizaciones nitrogenadas. En suelos con problemas de drenaje se encuentran diferencias en los niveles de O2 y de CO2 con respecto a suelos bien aireados. También las raíces con exudados o secreciones de compuestos orgánicos (azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, hormonas, mucílagos) participan en la formación de este microambiente.

Efectos de la rizósfera en la absorción de los nutrientes.

La disponibilidad de muchos micronutrientes en la rizósfera es dependiente de su pH. Este último parámetro puede ser afectado en gran medida por la actividad de las raíces. La extrusión radical de protones y ácidos orgánicos puede bajar sustancialmente el pH de la rizósfera. La fuente de nitrógeno utilizada por la planta también puede afectar al pH de la rizósfera. Debido a que las raíces regulan su carga eléctrica de tal manera que se acerca a la neutralidad, si se absorbe NH4

+ como principal fuente de N, más protones serán liberados hacia la rizósfera bajando su pH. Por el contrario, si es el NO3

- la forma de N principalmente absorbida por la planta, el pH tiende a permanecer constante o subir ligeramente. A campo, la aplicación de fertilizantes nitrogenados en base a amonio puede, en el largo plazo ocasionar problemas por reducir el pH del suelo.

En este sentido, pueden movilizarse iones potencialmente tóxicos y como también reducirse la disponibilidad de algunos nutrientes esenciales Cuando la disponibilidad de Fe es insuficiente, algunos genotipos de girasol, maíz y soja disminuyen el pH de la rizósfera de modo que el Fe3+ inorgánico se torna más soluble. Esto se produce por la liberación de ácidos orgánicos por parte de las raíces que eleva la concentración de complejos-Fe en la rizósfera.

Página 19

Dicho descenso de pH coincide además con un aumento de la capacidad para reducir el Fe en la superficie de la raíz debido a la actividad de una reductasa específica localizada en la membrana plasmática. La mayoría de las dicotiledóneas y monocotiledóneas (no gramíneas) de baja susceptibilidad a la deficiencia de Fe presentan este tipo de respuesta. Por otra parte, en las gramíneas se ha registrado la inducción y liberación de compuestos quelantes, llamados fitosideróforos (derivados de la nicotianamina), que forman complejos con Fe cuando la disponibilidad de este nutriente en el suelo es baja. Dichos complejos Fe-fitosideróforos difunden a la superficie de la raíz y son absorbidos por las células radicales. En el caso de los pastos la reducción de Fe3+ a Fe2+ se realiza en el citoplasma de las células radicales, mientras que en el caso de las dicotiledóneas se realiza a nivel de membrana. Algo parecido ocurre con el Zn cuando la disponibilidad del mismo es baja.

d) Potencial de rendimiento

El aumento de la productividad (total de biomasa seca producida por unidad de área) u otro rendimiento (calidad de producto económico cosechado por unidad de área) también conocido como fotosíntesis líquida o fotosíntesis aparente, es la diferencia entre la tasa de fotosíntesis y la tasa de respiración más la fotorrespiración que ocurre en los cultivos.

Esa capacidad productiva de los cultivos, de forma eficiente, es el resultado de la interacción de más de 50 factores, relacionados con las características genéticas de los cultivares, de las condiciones ambientales (clima y suelo) para expresión de ese potencial, del manejo o tratos culturales utilizados por los productores y de factores internos, como el control hormonal de todos los procesos fisiológicos envueltos con el desenvolvimiento y la producción vegetal.

Los factores promotores de la producción son los más importantes, y envuelven a la adopción de tecnología como la selección del cultivar con mayor potencial de rendimiento y mejor adaptación a cada región edafo-climática, de adecuada implantación del cultivo (época, profundidad, espaciamiento y densidad de siembra), de la fertilización y de la corrección

Página 20

adecuada del suelo, de la irrigación, la rotación de los cultivos, de la utilización del sistema de siembra directa, entre otras.

Ya los factores mantenedores de la producción tienen como función evitar las pérdidas del potencial de rendimiento determinado por los factores promotores, como el control adecuado de las molestias, de las plagas y de las plantas dañinas. Cabe señalar, que el principal factor para aumentar la eficiencia en el control de molestias y la rotación de cultivos y el equilibrio nutricional de las plantas.

Las investigación los más diferentes cultivos ha demostrado que los fungicidas como las estrobirulinas, como la piraclostrobina, que además de la acción fungitóxica sobre varios patógenos, en diversos cultivos de interés económico, también presentan efectos fisiológicos colaterales. En la busca de potenciales de rendimiento cada vez más elevados, todos los factores que contribuyen con la expresión genética de los cultivares, deben ser considerados, sobre el punto de vista técnico y económico.

Efecto fisiológico beneficio de las estrobirulinas Originalmente, el compuesto químico fue aislado de un hongo denominado Strobilurus tenacellus, que crece sobre conos de pinos, por el Dr. Timm Anke, de la Universidad de Kauserlautem, Alemania. Las estrobirulinas, existentes en el mercado son derivadas sintéticas de productos naturales que actúan a través de inhibición de la respiración mitocondrial del hongo. Además del efecto fungicida, las estrobirulinas han promovido alteraciones fisiológicas en varios cultivos, que influencia positivamente en el rendimiento de granos y frutos. La piraclostrobina, también conocida como F500, es una de las estrobirulinas más investigadas en el Brasil, en cuanto a su acción fungitóxica y de los efectos fisiológicos en el cultivo hospedero. Las primeras constataciones sobre el efecto fisiológico de esa estrobirulina fueron obtenidas en Alemania, en experimentos en los cultivos de trigo y cebada. SE verificó que promovía alteraciones en el metabolismo y crecimiento de las plantas, efectos adicionales a la fisiología del cereal, aumentaba significativamente el rendimiento, además de su efecto fungicida (Khole et al., 2003). Presenta efectos fisiológicos marcantes en varios cultivos, promoviendo y aumentando la actividad de la enzima nitrato reductase, disminución de la respiración foliar, disminución de la producción de etileno, aumento de la síntesis de

Página 21

hormonas promotores del desenvolvimiento y aumento de la actividad de las enzimas (Dourado Neto et al., 2005; Schons, 2006; Rodrigues, 2007).

A pesar de la actividad respiratoria ser una pérdida de biomasa vegetal, es imprescindible al desenvolvimiento normal de las plantas. En tanto, cualquier factor que promueve una reducción de la actividad respiratoria da las hojas resulta en aumento de la productividad vegetal. Esa es una de las razones porque en regiones de mayor altitud el rendimiento es mayor que las regiones de baja altitud. En regiones altas a temperaturas nocturnas es menor y consecuentemente la tasa respiratoria es menor. De esa manera, mayor cantidad de azúcares producidos en la fotosíntesis es transformada en compuestos constituyentes de granos, frutos, fibras, tubérculos o cualquier órgano cosechado.

El aumento de la productividad/rendimiento o fotosíntesis líquida, se debe al aumento de la intensidad fotosintética o de la reducción de la tasa respiratoria.

e) Rendimiento potencial

El máximo rendimiento de un cultivo en el campo, donde el agua y los nutrientes no son limitantes, es un indicador del rendimiento potencial. Alcanzar el rendimiento potencial ha sido una meta permanente de los agricultores.Se puede alcanzar si la planta presenta las siguientes características:

Alta fotosíntesis de hoja. Brevemente la fotosíntesis neta, es el saldo de un balance entre la glucosa formada a partir del CO2 del aire que las hojas capturan y la glucosa que es usada para mantener el funcionamiento y crecimiento de la planta. Por ejemplo el maíz, al igual que otros cultivos como el sorgo y la caña de azúcar, presenta un metabolismo fotosintético llamado C4 que es más eficiente en la ganancia de carbono que el metabolismo llamado C3 que presentan otros cultivos como la cebada y el trigo.

Tipo ideal de planta: la arquitectura de la planta es muy importante para alcanzar un rendimiento potencia. Estas características a nivel de planta individual, se traducen, cuando las plantas son puestas en gran

Página 22

cantidad en el campo (cultivo) en una mayor eficiencia de captura y uso de la radiación.

f) Requerimiento hídricog) Arquitectura de los sistemas radicalesh) Eficiencia del uso de aguai) Dinámicas de asimilación en el organismoj) Características de la variedad de plantas para adaptarse

Las adaptaciones de las variedades de ayudan al desarrollo y la producción de especies vegetales, se dice que una planta está adaptada cuando no se encuentra en su calidad de sitio, logra vivir y dar descendientes es decir cumple un proceso por el cual el organismo se va haciendo capaz de sobrevivir en determinadas condiciones ambientales. Esta capacidad de supervivencia se transmite de generación en generación a través de caracteres hereditarios que permiten aumentar la capacidad de supervivencia de los individuos, sabemos que las plantas que cultivamos en el campo, en los bosques, en invernaderos, en jardines y en el hogar descienden de ancestros silvestres.

Originalmente, estas plantas cultivadas no estaban distribuidas de modo uniforme sobre la superficie de la Tierra; muchas de las especies estaban concentradas en algunas zonas, mientras que en otras, si acaso, se encontraban sólo algunas de ellas. La diseminación de los cultivos provocó la variabilidad de éstos. Asimismo, la variabilidad de germoplasma permite al mejorador de plantas seleccionar y recombinar características deseables en nuevas variedades para condiciones especificas. Así, el fitomejorador depende de la variabilidad para realizar con éxito el mejoramiento de cualquier especie cultivada. Por tanto, se ha demostrado que la mayor proporción de variabilidad natural en especies de plantas cultivadas está en sus centros de origen primarios o secundarlos. Por consiguiente, si introducimos materiales de estos principales centros de diversidad, podemos proporcionar un máximo de variabilidad a nuestros programas de mejoramiento de plantas.

Por otro lado, los cultivos mejorados, producto de la selección, han sufrido disminución de su base genética, lo cual incrementa su vulnerabilidad (susceptibilidad) a enfermedades e insectos. La erosión genética y sus peligros se han intensificado debido al uso generalizado de cultivos mejorados, abandono de razas criollas (autógamas) y formas arvenses, presiones de población, sustitución de sistemas tradicionales de cultivo, incorporación de nuevas áreas al pastoreo, etc.

Página 23

Por lo tanto, el avance de todo programa de mejoramiento genético de plantas depende de la conservación de una amplia variación genética, por lo que es necesario preservar dichas fuentes de variación en condiciones controladas que garanticen su existencia indefinida para uso de las generaciones presentes y futuras. A estas colecciones vivientes se les denomina bancos de genes, bancos de germoplasma o bancos de plasma germinal, y los materiales preservados pueden ser semillas, plantas vivas, polen o cultivos de tejidos.

Por ejemplo, en 1845 y 1846 el cultivo de la papa en Irlanda fue destruido casi en su totalidad por una sola enfermedad, conocida con el nombre de Tizón tardío, causada por el hongo Phytophthora infestans. En 1970 el 80% de la superficie cultivada en Estados Unidos fue sembrada con maíz que poseía la fuente T de androesterilidad citoplásmica. Una epifita de la raza T de Helminthosporium maydis redujo la producción nacional hasta en un 50%. Lo anterior se debió a la poca variabilidad genética que se explotaba en estos materiales (maíces), lo cual ocasionó una plataforma en la productividad, y fue necesario recurrir a México, Centroamérica y el Caribe donde se tiene enorme variabilidad de germoplasma. Lo anterior demuestra que la uniformidad y la reducida base genética son el fundamento de la vulnerabilidad a las epidemias, y la mayoría de los cultivos económicos importantes son genéticamente muy uniformes, por lo que son altamente vulnerables.

El uso exclusivo de híbridos o variedades que son los más productivos, puede provocar que, en una región o en todo un país desaparezca la mayoría de las variedades nativas y con ellas las posibilidades futuras de mejorar las plantas cultivadas. Así, cuando en una región o país se agota la variabilidad genética, es necesario introducir nuevos materiales de la especie, de otros lugares donde exista gran variabilidad. Una vez que se han obtenido las colecciones de semillas de diferentes variedades, hay que clasificarlas, evaluarlas y conservarlas como semillas vivas, lo cual implica que todas ellas se siembren periódicamente, a fin de obtener semilla nueva (rejuvenecer).

La renovación de la semilla para su preservación ocasiona altos costos, debido a que:

No todas las colecciones pueden sembrarse en una misma localidad por problemas de adaptación a diferentes climas.

Página 24

Es difícil manejar varios miles de lotes de diferentes plantas polinizadas artificialmente (plantas alógamas).

Es necesario manejar las colecciones muy cuidadosamente, a fin de evitar mezclas mecánicas, errores en las anotaciones o pérdidas por enfermedades o mal manejo de los materiales.

Por lo tanto, el objetivo principal del fitomejoramiento genético es incrementar la producción y la calidad de los productos agrícolas por unidad de superficie, en el menor tiempo, con el mínimo esfuerzo y al menor costo posible. Esto se logrará mediante la obtención de nuevas variedades o híbridos de alto potencial, es decir, que produzcan más grano, más forraje, más fruto, o más verduras en la menor Área de terreno posible, y que se adapten a las necesidades del agricultor y consumidor.

Con el mejoramiento genético de las plantas se espera contribuir sustancialmente a una mayor productividad agrícola; sin embargo, esto no se puede llevar a cabo simplemente con el potencial genético de las variedades, sino mediante la obtención de variedades que estabilicen su producción a través de la resistencia o tolerancia a malezas, a daños causados por plagas y enfermedades, a la sequía, al calor, frío, viento o a otros factores negativos. Además, estas variedades deben poseer mayor eficiencia fisiológica en la absorción de nutrientes; deben ser capaces de aprovechar mejor el agua, los fertilizantes y, en general, ser tolerantes a determinado factor ambiental, características que tienden a controlar las fluctuaciones extremas de los rendimientos, otros de los factores que deben tomarse en cuenta para incrementar la producción consiste en mejorar las prácticas agrícolas, incluyendo entre éstas la buena fertilización (abonado) de las tierras, una efectiva rotación de cultivos, mejores metodologías para trabajar la tierra y una lucha más eficaz contra las malas hierbas, enfermedades y plagas. También debe considerarse la utilización de maquinaria agrícola adecuada a la producción, conservación, almacenamiento y transporte.

De todo lo anterior se resume lo siguiente:

a) Incremento de la producción agrícola, el cual esta dado por:

Mayor eficiencia fisiológica por planta y por hectárea.

Mayor adaptación a determinada región agrícola o amplia adaptación a diversos ambientes.

Página 25

Mejores características agronómicas (resistencia al acame, desgrane, buena cobertura, etc.).

Resistencia a plagas y enfermedades.

Resistencia a la sequía, temperaturas bajas o altas, etc.

b) Mejoramiento para la calidad de los productos:

Alto valor nutritivo (proteínas y vitaminas).

Mayor coloración, sabor y/o tamaño de los frutos.

Resistencia al transporte y almacenamiento.

Reducción de la cantidad de ciertas sustancias indeseables en los productos.

Medios papa obtener mayor producción

Aprovechamiento del ambiente:

El mejoramiento genético de las plantas aplica numerosos métodos para evaluar y aprovechar al máximo la variación natural, o bien, para producirla y seleccionar las plantas de mayor producción.

EI mayor rendimiento de las plantas depende de su potencialidad genética y de su capacidad para aprovechar mejor los factores del ambiente (agua, energía solar, sustancias nutritivas, etc.), es decir, su adaptación al medio, debido a que:

Rendimiento = expresión fenotípica

Fenotipo = genotipo + ambiente + interacción entre genotipo y ambiente.

El ambiente está determinado por una serie de condiciones variables para diferentes años en un mismo lugar y para diferentes lugares en un mismo año. Por lo tanto, es necesario repetir las pruebas de adaptación tantas

Página 26

veces como sea posible, a fin de apreciar las reacciones de cierto cultivo ante el ambiente.

Las plantas reaccionan de diversas maneras ante las variaciones del ambiente, es decir hay plantas de amplio rango de adaptación (macro ambiente) a las que les afectan poco las variaciones climáticas y se cultivan en Áreas muy extensas; este tipo de plantas son las preferidas. Sin embargo, hay otro tipo de plantas sobresalientes en un ambiente determinado (micro ambiente), por lo que se les debe explotar en dicho medio.

El rango de adaptación, amplio o reducido, también se determina teniendo en cuenta la reacción de las plantas a las concentraciones de nutrientes y agua; pero estos factores son, hasta cierto punto, controlados por el hombre, por lo que las plantas de genotipos sobresalientes deben responder a una producción a mayor dosis de fertilizantes y agua de riego. Por ejemplo, la aplicación de dosis altas de fertilizantes no afecta el rendimiento de las variedades enanas (trigo, sorgo y maíz), porque éstas fueron diseñadas para soportar esas dosis. En cambio, al aplicar altas dosis de fertilizantes y una humedad adecuada a las variedades normales, las plantas crecen demasiado delgadas y quebradizas, ocasionando el acame de plantas, que se transforma en una disminución del rendimiento y en la mala calidad de las cosechas.

Resistencia a enfermedades y plagas

En cualquier método de mejoramiento, el factor más importante para incrementar la producción es la resistencia a las enfermedades y plagas, ya que la mayoría de las plantas son atacadas por patógenos e insectos que reducen o eliminan totalmente las cosechas. En muchos casos resulta incosteable o contraproducente combatirlas por métodos químicos o biológicos. Por lo tanto, el mejor método de control de enfermedades y plagas es el genético, es decir, desarrollar variedades resistentes o tolerantes a patógenos e insectos.

La resolución parcial del problema de las enfermedades, consiste en buscar fuentes de resistencia dentro de la variabilidad genética existente o recurrir a los centros de origen de las plantas, ya que la manera más

Página 27

segura de combatir las enfermedades es mediante el desarrollo de variedades resistentes.

Resistencia o tolerancia a condiciones adversas

La mayoría de las veces el potencial productivo de los cultivos es reducido por el efecto de las condiciones ambientales adversas que se presentan durante el ciclo vegetativo. Por lo tanto, es necesario incorporarles fuentes de resistencia que amortigüen los efectos de tales factores.

La creación de variedades resistentes o tolerantes a condiciones climáticas extremas ha permitido incrementar la producción en estas condiciones y, a la vez, se, ha extendido el cultivo de algunas plantas a regiones en las que era imposible o antieconómico.

A fin de incrementar la producción en condiciones adversas, es necesario formar variedades cuyo aumento de producción se deba a su capacidad genética para resistir dichas condiciones, tales como la sequía, exceso de humedad, calor, frío, salinidad o alcalinidad del suelo (exceso de sales solubles), deficiencia o exceso de minerales, mal drenaje, etc.

La resistencia a determinado factor ambiental se puede encontrar en las poblaciones criollas, debido a que éstas, en la mayoría de los casos, están formadas por mezclas de variedades de diferente adaptación ecológica, de donde, a través de la selección, pueden obtenerse algunas plantas resistentes a determinado factor ambiental adverso. Estas plantas pueden trasmitir su adaptación ecológica a través de cruzamientos con otras plantas, a las que se desee incorporar la resistencia y características agronómicas idóneas para la formación de nuevas variedades de mayor producción, con resistencia o tolerancia a determinada condición ecológica. De lo anterior se infiere que el mejor método para incorporar fuentes de resistencia contra factores adversos es el genético, que consiste en desarrollar variedades resistentes o tolerantes a estos factores.

Además, es importante señalar que no sólo estos medios para obtener mayor producción, influyen en la expresión del potencial genético de cualquier planta para alcanzar su máximo rendimiento (producción de grano, frutos, tallos, hojas o cualquier parte aprovechable), sino que existe

Página 28

un gran número de factores que interactúan durante el ciclo vegetativo de la planta, por lo que el rendimiento es la expresión de todos.

A través del tiempo, el hombre ha aprendido a manejar y a modificar los factores edáficos y, en gran parte, los factores bióticos; en cambio, no maneja los f actores climáticos; sin embargo, ha logrado obtener plantas adecuadas en los diversos climas.

Con respecto a los factores internos de las plantas, el hombre puede atacar el problema de dos maneras:

a) Buscando o formando plantas con potencial genético para desarrollar hojas grandes y raíces profundas, mediante el mejoramiento genético (genética aplicada).

b) Aplicando a la planta, en forma externa, el factor interno faltante, que puede ser alguna hormona, algún inhibidor del desarrollo, un factor de resistencia a patógenos, etc. (fisiología aplicada).

En general, la búsqueda de genotipos sobresalientes se realiza mediante pruebas en grandes cantidades de material del que sólo se selecciona al final uno o unos cuantos. Por lo tanto, deben buscarse otros mecanismos que eviten el trabajo excesivo en el campo. Uno de estos mecanismos puede ser el análisis fisiológico, que si bien exigirá un trabajo técnico más cuidadoso y profundo, evitara derroche de energía, espacio y tiempo.A menudo, los genetistas usan el término genes de rendimiento que, por supuesto, es una manera de hablar, pues el rendimiento no es un carácter unitario, sino la respuesta del genotipo al ambiente en su totalidad.

II.2.2 Factores Externos

a) Factores edafológicos

La roca madre, el suelo, resultado de su descomposición de la roca madre y el humus resultado de los procesos de descomposición de la hojarasca, constituyen el segundo bloque de factores limitantes por la profundidad de aparición de la roca madre, por la composición del suelo,

Página 29

es decir su proporción de arcilla, de limo y de arenas y de su pH, la velocidad de descomposición de las cubiertas muertas.

La profundidad de aparición de la roca madre condiciona las características del enraizamiento (dicho llanamente: rastrero o pivotante), y es mediante esta lo que la planta obtiene sus alimentos; por lo tanto mientras mejores sean las condiciones del terreno mejores resultados se podrá apreciar en la planta que lo ocupa.

La composición del suelo determina las condiciones de retención del agua y la riqueza del complejo arcilla-humus. La velocidad de descomposición de las cubiertas muertas influye sobre la germinación de las semillas y el pH en la superficie.

b) los accidentes de origen natural o antrópico

No son, propiamente, parámetros o factores limitantes, sino más bien elementos de ruptura en el continuum temporal del ecosistema. No obstante, algunos de ellos, como los incendios, pueden jugar un papel activo en los procesos de renovación de las poblaciones, y de alguna manera permitir a la dinámica entre especies del medio en el que habitan.

Los fenómenos accidentales, pueden tener una influencia brutal, incluso destructiva, sobre los ecosistemas naturales. La agricultura, la urbanización y la implantación de vías de comunicación son, evidentemente, los casos en los que la desaparición del ecosistema forestal suele ser irreversible. Incluso cuando las tierras agrícolas retornan a la condición de bosque, la influencia de los factores culturales sigue percibiéndose duraderamente.

La renovación de las poblaciones forestales puede constituir un segundo dominio donde la influencia del hombre es determinante. Una mala elección de especies objetivo, o la práctica de una silvicultura monoespecífica puede, en efecto, resultar catastrófica para el futuro del ecosistema; este conjunto de factores y parámetros susceptibles, limitan las dinámicas naturales cambiando los microclimas y alterando la producción.

c) La luna y la fisiología de la planta

Página 30

La atracción de la luna es mayor a la del sol sobre la superficie de la tierra, en determinados momentos, cuando ejercen un elevado poder de atracción sobre todo líquido que se encuentre en la superficie terrestre, con amplitudes muy diversas según sea la naturaleza, el estado físico y la plasticidad de las sustancias sobre las que actúan estas fuerzas, así como la posición de la luna.

Estudios científicos han comprobado que la luna también influye en la savia de las plantas, y actúa desde la parte más elevada para descender gradualmente a lo largo de todo el tallo, hasta llegar al sistema radical a experimentar los efectos.

Por otro lado, este fenómeno se observa con una menor intensidad al ojo humano cuando está relacionado con plantas de elevado porte y recios troncos, provistos de numerosos canales de irrigación entrelazados entre sí; o en plantas de escasa altura donde es muy corta la distancia entre la capa vegetal y la raíz, pero se manifiesta muy claramente en aquellos vegetales de tallo elevado, con escasos canales para la circulación de la savia y escasa comunicación entre ellos.

El influjo lunar beneficia el desarrollo y el crecimiento de forma muy acusada en muchas plantas, entre las cuales se destacan las plantas trepadoras, buganvillas o veraneras, rosales, leguminosas, glicinas, etc.

Por otro lado, también se ha comprobado que en algunos vegetales la floración sigue el ritmo del flujo y el reflujo de las mareas y ciertos árboles que se cultivan para la obtención de jugos azucarados también siguen el ritmo de las mismas, siendo abundante mientras se produce el flujo y haciéndose más escaso en el reflujo de la marea.

La acción de la luna o, más concretamente como los científicos lo afirman, la acción de las mareas se manifiesta en forma muy visible, dado que el crecimiento es mucho más rápido durante el flujo y experimentan un retraso durante el reflujo. La causa se debe a la atracción lunar que establece un ritmo de presión y depresión de la savia en estos vegetales.

Influencia de la luminosidad en plantas

Página 31

Muchos estudios consideran la luminosidad lunar esencial para la vida y el desarrollo de las plantas.

Diferente de la luz solar que recibimos, la luna ejerce directamente una fuerte influencia sobre la germinación de las semillas, cuando sutilmente sus rayos luminosos penetran con relativa profundidad, al compararla con la fuerza de los rayos solares que no consiguen penetrarla en su intimidad.

Otras investigaciones sobre la influencia de la luminosidad lunar de las plantas, estiman que por lo mínimo en un cincuenta por ciento, la luz lunar tiene influencia sobre la maduración de muchos granos y una gran parte de frutos, al mismo tiempo, se relaciona la influencia de la misma, con la actividad en la formación de azúcares en los vegetales.

Figura 1. Las fases lunares y la dinámica de la savia en las plantas.

Influencia en la fruticultura

Dos son los criterios más comunes que predominan cuando los campesinos hablan de la influencia de la luna en los árboles frutales:

Página 32

a) la luna nueva y el cuarto creciente influyen en el desarrollo vegetativo de los árboles retardando la fructificación.

b) mientras que, la luna llena y el cuarto menguante estimulan y favorecen la producción de frutos, retardando el desarrollo vegetativo.

En cuanto a los injertos y las podas, dado que tanto unos como otras representan un traumatismo o una herida en las plantas, las opiniones son diferentes ya que mientras unos creen en la conveniencia de realizarlos en la fase de la luna menguante para evitar al máximo la pérdida de savia, otros consideran que los efectos purificadores del plenilunio (luna llena) evitan infecciones y favorecen la cicatrización. Sin embargo, señalamos que, en ese aspecto influye mucho la especie o variedad del frutal.

Cuando los árboles son pequeños y queremos que tenga un mayor desarrollo vegetativo, entonces se recomienda podarlo en luna nueva y cuando los árboles son muy vigorosos y queremos frenar su vigor para estimularlo a la fructificación, se recomienda podarlo en el plenilunio o luna llena.

Para obtener nuevas plantas y estacas se recomienda hacer las actividades de preferencia dos días después del plenilunio, pues los cortes hechos en esa época conservan mejor la madera. Por otro lado, la fase del plenilunio es contraria al crecimiento vegetativo, por lo tanto, frena el desarrollo vegetativo de las yemas a favor de una buena unión del injerto

Un cultivo definitivo se debe lograr hacerlo en cuarto creciente para obtener un mayor crecimiento vegetativo.

Generalmente, se recomienda podar en menguante para obtener sarmientos de madera gruesa y fuertes y lograr excelentes frutos

Cuando se realizan las podas en luna creciente, los meristemos se alargan mucho, su madera no engruesa y los frutos resultan pequeños.

Página 33

Para la renovación de las plantas muy viejas, se recomienda hacer una poda cada tres años en cuarto creciente, para que predomine la vegetación y la planta se reponga dentro de sus posibilidades.

Influencia en siembras y el trasplante de plantas

Parece que la norma más común seguida en "épocas del pasado" era sembrar en luna creciente (entre luna nueva y luna llena), preferencialmente dos o tres días antes de luna llena todas las plantas que crecen en altura y dan frutos, como tomates, trigo, maíz, guisantes, legumbres o judías, etc. y sembrar en luna menguante (entre luna llena y luna nueva) todas las plantas que se desarrollan bajo tierra, como zanahorias, nabos, papas, remolacha, cebolla, etc.

Observación importante: todas las plantas que nacen al ras de la tierra como lechugas, acelgas, espinacas, etc. Cuyo producto para el consumo sean de hojas frescas, se deberán sembrar en la fase de luna menguante, porque estas, cuando plantadas en luna creciente tienden subir a flor prematuramente, fenómeno más destacado particularmente en las lechugas.

La regla de sembrar algunos días antes de la luna llena todas las plantas que se cultivan por su fruto o semilla, parece lo suficientemente universal para adoptarse sin vacilaciones.

La razón de todo esto radica en el aprovechamiento de la luz lunar, que si bien es más débil que la del sol, penetra más profundamente en el suelo.Las semillas y plantulas que reciben más radiación lunar en la primera etapa de su vida brotan rápidamente, y desarrollan más hojas y flores.

La mayor exposición a la luminosidad lunar durante la germinación, se logra sembrando en el cuarto creciente.

Por el contrario, lo que se siembra en menguante pasa los primeros quince días bajo una luminosidad lunar que tiende a cero; de este modo se estimula más el desarrollo de las raíces, retardándose la floración y la fructificación.

Página 34

Influencia en cosecha de frutos, hortalizas, legumbres y granos

La cosecha de frutos, hortalizas, legumbres frescas y granos verdes para el consumo inmediato la podemos dividir en dos períodos: a) Período intensivo de cosecha, con aproximadamente siete días de duración comprendidos entre luna creciente y luna llena.

Es el momento donde frutos, hortalizas, legumbres y granos verdes se encuentran en su estado más jugoso.

b) Período extensivo de cosecha, con más o menos catorce días de duración; el cual fuera de contemplar el período anterior, considera aproximadamente los cuatro últimos días de la luna nueva (los frutos recién comienzan a ganar el máximo de jugo) y los tres primeros días de la luna gibosa después de luna llena, donde los frutos comienzan a tener menos cantidad de jugo.

Influencia en plantas medicinales, aromáticas y condimentosLa riqueza del principio activo de las plantas indicadas como medicinales, aromáticas y condimento para el consumo humano o uso en animales, está directamente asociado:

- Al lugar y tipo de suelo donde las mismas crecen y se reproducen.- Con las fases lunares más adecuadas para su recolección A la parte o las partes (hojas, flores, frutos, tallos, semillas o raíces) de la planta que se quiera usar como medicinal, aromática o condimento.Sin embargo, es la fase del plenilunio la que actúa más directamente sobre las plantas con el efecto purificador de sus rayos lunares, enriqueciendo la savia que circula con gran intensidad, principalmente entre los tallos, las hojas, flores y frutos.

Cuando existe la recomendación de hacer la recolección de alguna de estas partes de las plantas, principalmente para la preparación de macerados, la fase más indicada para hacerlos, es durante las noches de luna llena.

Por otro lado, cuando la recomendación es para la utilización de la parte subterránea de la planta como raíces, tubérculos o rizomas; los últimos tres días del cuarto menguante y los cuatro primeros días de luna nueva son los días más recomendados para su recolección y preparación.

Página 35

Luna Nueva a cuarto creciente

En este período en el subsuelo se producen, entre otras cosas, grandes movimientos de agua que afectan directamente las actividades agrícolas, la disponibilidad de luz lunar va en aumento y las plantas tienen un crecimiento balanceado, en el que se favorece el crecimiento de follaje y raíz.Germinación: Al haber mayor disponibilidad de agua en el suelo, las semillas de germinación rápida como el maíz, frijol, arroz, hortalizas y otras, tendrán la oportunidad de absorber agua más rápidamente y germinar en el tiempo previsto, siempre y cuando las restantes condiciones edafo-climáticas sean favorables.

Esa es la razón por la cual las semillas de germinación rápida que se siembran dos o tres días antes o durante la Luna nueva germinan más rápido y en forma más homogénea que aquellas que se siembran en otros períodos. Es importante reconocer que simboliza un impulso para el inicio de un incipiente período, marcado por una intensa energía que estimula el crecimiento..- Quitar las hojas marchitas.

- Aplicar fertilizante a las plantas de hoja verde.

- Resulta favorable para abonar y arar el suelo.

- Los árboles de hoja redonda, se plantan en Luna Nueva y los de hoja larga, en Menguante. Y lo mismo en cuanto a su poda.

-Todas las especies forestales se deben sembrar en luna nueva.

Cuarto Creciente a luna llena

En creciente, la luna está más alta, más en las ramas, se aconseja plantar plantas que dan fruto sobre la tierra

En este período sigue aumentando la luz lunar y hay poco crecimiento de raíces, pero mucho crecimiento del follaje. Las plantas cuentan con una mayor cantidad y movimiento interno de agua.Propagación vegetativa: En el caso particular de las estacas que se utilizan para la propagación vegetativa, no es conveniente cortarlas en esta fase,

Página 36

pues al haber mucha agua dentro de ellas las hormonas que promueven el enraizamiento (auxinas) estarán muy diluidas y no ayudarán a estimular la emisión de raíces. Además, el agua que está dentro de las estacas tenderá a salir, provocando con ello su deshidratación.

Germinación: En este período las semillas sembradas anteriormente en Luna nueva que aún no han germinado, reciben un estimulo especial para que lo hagan.

Trasplante: Cuando se hace el trasplante en este período las plantas tienden a crecer rápido y a producir mucho follaje.- Las plantas abonadas y cuidadas en esta etapa crecen más rápidamente.

Se recomienda para la recolección de frutos, y preparación de las tierras, ya que es el momento en el que los vegetales tienen más savia.

- En cambio, es poco recomendable regar las plantas de flor durante esta fase.

Luna Llena a Cuarto Menguante

Este es un período en el cual la luz reflejada por la Luna disminuye. Trasplante: Este es un buen período para el trasplante y se ha visto un crecimiento rápido y vigoroso de raíces. Al existir poca cantidad de luz el crecimiento del follaje es lento, razón por la cual la planta puede emplear buena parte de su energía en el crecimiento de su sistema radicular. Con su raíz vigorosa y bien formada, la planta puede obtener nutrientes yagua suficientes para un crecimiento exitoso.Germinación: Durante este período se recomienda también la siembra de semillas de germinación lenta.

Cuando está la luna en menguante, la sabia está abajo, Si podas en menguante, no sufre, por tanto, el árbol, con los cortes , las plantas que dan fruto bajo tierra, o a ras de tierra, se plantan o siembran en menguante

Cuarto menguante a luna nueva

Página 37

En este período la luz nocturna va en disminución. Se ha observado un lento crecimiento del sistema radical y foliar. Se considera que este es un período de poco o muy poco crecimiento, casi de reposo, en donde las plantas se pueden adaptar fácilmente al medio sin sufrir ningún daño.Muchos agricultores prefieren realizar sus labores agrícolas en este período de reposo, porque consideran que las plantas pueden adaptarse con mayor facilidad a los cambios y prepararse para el siguiente período (Luna Nueva a cuarto creciente) en el que se espera un crecimiento balanceado de las plantas- Podemos quitar las hojas marchitas.

- Regar por abajo la planta de flor y pulverizar la planta de hoja verde.

- Es la mejor fase para realizar trasplantes y acabar con los insectos y las malas hierbas.

- Esparcir estiércol en menguante.

- Todas las verduras que crecen bajo tierra se tienen que sembrar en menguante. Maíz, tomate, alubia, en luna nueva.

d) Factores ambientalese) Factor climáticof) Preparación del terrenog) Ecofisiologia de los cultivosh) Época de siembra o plantacióni) Elección y manejo de las semillasj) Requerimiento de los minerales en los cultivosk) Plagas que afectan los cultivosl) Malezas en cultivos y competenciam) Factores ambientalesn) Microclimao) Diseño del sistema de cultivo (monocultivo rotativo cultivo

mixto)p) Calidad de sitio

El desempeño de una plantación es una respuesta no sólo a las prácticas de manejo, sino también a la calidad del sitio y a un complejo

Página 38

de factores climáticos, edáficos y bióticos. La calidad del sitio quizás sea influenciada por las prácticas de manejo hasta cierto punto, pero el administrador debe reconocer las limitaciones. La identificación de sitios favorables y desfavorables para la mayoría de las especies de árboles no es un problema: en un extremo, el árbol ni siquiera logra sobrevivir, mientras que en el otro, alcanza su tasa máxima de crecimiento.

Las plantas tienen una clara relación sitio – crecimiento. Los árboles en el donde alcanzan su calidad de sitio pueden crecer hasta dos veces más altos que los q se encuentran en terrenos inapropiados y alcanzan una producción casi tres veces mayor. Los sitios pobres inciden directamente en la producción en volumen; además, los efectos del sitio son acumulativos y aumentan con el pasar del tiempo.La productividad es severamente afectada, si la planta no alcanza tener un optimo para su desarrollo o estar en su calidad de sitio, en sitios pobres las plantas no pueden lograr un desarrollo apto por lo tanto no se podría alcanzar los rendimientos esperados. Un buen sitio produce árboles de buena forma y crecimiento rápido.

Mejoras en la calidad de sitio en plantaciones. La calidad del sitio y la productividad de las plantaciones se pueden mejorar. Tales mejoras son particularmente pronunciadas en suelos degradados por el cultivo, pastoreo o incendios. Se puede modificar mediante una plantación mas densa o en menor densidad, En el neotrópico se trabaja fuertemente en la selección de procedencias.

Rotación

Una buena rotación es básica para la planificación y el manejo de una plantación. Refleja el tamaño del árbol requerido para la cosecha final y el período de crecimiento esperado para lograrlo. Sin embargo, en los trópicos las plantaciones rara vez se han establecido con el fin de satisfacer demandas futuras. En consecuencia, la plantación se hace al cálculo, fijando tentativamente el tamaño final del árbol y la rotación, debido a cambios imprevistos del mercado, fluctuaciones económicas o tasas de crecimiento no comprobadas.

Productividad alta y sostenible

Página 39

Los elementos fundamentales de una agricultura apropiada al lugar son:

Configuración de la vegetación

o Integración de árboles y arbustos en la agricultura o Formación de franjas de protección contra la erosión siguiendo las

curvas del nivel, y división de las tierras de la unidad en numerosas pequeñas parcelas mediante setos

o Forestación de las tierras más pobres y más degradadas Sistema de cultivos mixtos alternando con barbechos intensivos Fertilización orgánica Ganadería integrada Mecanización mejorada Fertilización mineral complementaria

Protección vegetal integrada y control selectivo de malezas.

Los elementos aquí mencionados se han clasificado en orden jerárquico. Dado que todo el conjunto de las medidas no puede adoptarse inmediatamente, de este modo se indica cuáles son las medidas de mayor urgencia con vistas a la conservación, el incremento y la estabilización de la productividad de las tierras.

Sistemas ecológicos Con el objeto de poder ofrecer al consumidor un producto de alta calidad nutritiva a precios equilibrados, en los años 70 se potenció la intensificación de las explotaciones. En las granjas de producción animal, se explotaron de forma intensiva las especies, con el objeto de la máxima productividad para poder satisfacer las altas.

Agricultura ecológica La Agricultura Ecológica o también llamada agricultura orgánica o biológica se basa en la explotación de cultivos trabajando con los ecosistemas de forma integrada, para mantener la fertilidad de los suelos, producir alimentos libres de residuos químicos y evitar la contaminación del entorno.

El término Agricultura Sostenible como una forma equilibrada de producir alimentos. La agricultura sostenible se encuadra dentro del marco más amplio del Desarrollo Sostenible, basado en evitar aquellas actividades que causan daños al planeta y asegurar una auténtica calidad de vida para las generaciones presentes y futuras.

Página 40

Página 41