Ecofisiología de cultivos

Editor: Carlos Bouzo

Un tributo a Rosalind Franklin (1920-1958)

Me animé a escribir esta entrada porque desde hace varios años, cuando me enteré como fue la historia acerca del descubrimiento de la estructura helicoidal del ADN, me pareció una tremenda injusticia lo que ocurrió. Que ocurrió? Que sin desmerecer el aporte que pudieran hacer Watson y Crick para informar sus fundamentos acerca de cómo estaba conformada espacialmente la secuencia de nucleótidos, no fue reconocido el enorme descubrimiento que una mujer hizo para que ellos pudieran tener mayores certezas sobre este tema. Se trata justamente de Rosalind Franklin (Londres 1920–Cambridge 1958) quien fue una de las consideradas como “injustamente olvidadas” en la historia de la ciencia moderna a la hora de reconocer las contribuciones científicas en el avance científico.

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Un incremento en la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera es indudable que implicaría una serie de consecuencias a nivel de los cultivos. Un análisis simplista indica que las plantas, particularmente las de metabolismo C3 se favorecerían de manera directa. Sin embargo, no es tan simple el análisis de esta cuestión, debido a los múltiples efectos que la modificación de un factor de la atmósfera, desencadenaría en las diferentes regiones del mundo. Como por ejemplo, variaciones en los niveles de la temperatura superficial, cambios en las corrientes marinas y atmosféricas, modificación en los regímenes de precipitaciones, entre otros.

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Estrés hídrico: nuevos avances

Εl estrés por deficiencia de agua puede ser impuesta tanto por una menor disponibilidad de agua en el suelo como por diversas condiciones ambientales tales como alta salinidad, principalmente. Para sobrevivir y desarrollarse normalmente, la evolución natural ha favorecido aquellas plantas que tuvieron mecanismos de adaptación al estrés y que implican diversas estrategias. Desde el aspecto bioquímico, las plantas bajo estrés acumulan los solutos compatibles como prolina, polialcoholes y betaína (Rhodes y Hanson 1993, Ingram y Bartels 1996). Estos compuestos ayudan a la planta para adaptarse bioquímicamente a las circunstancias adversas.

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Figura 1: Cultivo de tomate con estrés hídrico (Campo Experimental CECIF, FCA-UNL)

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A continuación voy a discutir algunas cuestiones vinculadas con mi apreciación acerca de como oientar un programa de estudio de la Fisiología Vegetal para las Ciencias Agrarias. Al respecto, y considerando una perspectiva amplia de la disciplina, propongo tres principios sobre los cuales basar los contenidos del curso:

  1. Según un  Principio Biológico Unificador.
  2. Según un Principio Ambiental Integrador.
  3. Según un Principio Agronómico Interpretativo.

Considerando el primero, el estudio de la fisiología vegetal debiera ser a la luz de interpretar como la evolución biológica permite explicar la existencia de las plantas y sus mecanismos y procesos metabólicos. Esto es considerando que la evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. Sin embargo, aunque atractiva, esta perspectiva es más propia de un curso para licenciatura en biología que para un curso de agronomía. Sin embargo, aunque no sea el eje rector que rija la estructura de un programa de fisiología vegetal para las ciencias agrarias, debe considerarse que en buena parte de los conceptos a dictar, se entremezclan necesariamente cuestiones vinculadas con este principio.

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La Fisiología Vegetal como toda disciplina heurística tuvo a lo largo de la historia cambios debido a las influencias mas destacadas del pensamiento y concepción de la realidad de cada momento. Aquí voy a presentar un breve resumen de su evolución en el tiempo.

El estudio de los seres vivos y de las plantas en particular, desde un punto de vista histórico, permite advertir el curso de cambios desde la estructura de los organismos a su función. Un breve repaso, que puede contener incluso algunas omisiones involuntarias, indica que desde finales del siglo XVIII e inicios del siglo XIX, ya prevalecía la idea que un ser vivo, tal como una planta, no consistía en una yuxtaposición de órganos con funcionamiento independiente, sino vinculado en un conjunto de funciones. También comenzaba a pergeñarse la existencia de algún tipo de reacciones que unen secretamente las partes para que funcione el todo. Dentro del mismo siglo XIX estos conceptos se resumían en que estos organismo poseían vida, por lo que se fue construyendo de a poco, en el cuerpo de una ciencia: la biología. Así, la biología venía a ocuparse en adelante del estudio del ser vivo al que una cierta organización le confería propiedades singulares.

Foto: Fitotrón del Departamento de Fitotecnia (UFRRJ).

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Curso de Postgrado

Bananas con Atmósferas MAP
Al cosechar las frutas y hortalizas se está desprendiendo de la planta un producto ´vivo´. El manejo posterior que sufre el mismo debe considerar esta transcendental cuestión. El deterioro fisiológico en la mayoría de estos productos es relativamente rápida si se la compara con los granos de cereales y oleaginosos.

Semana del 23/11

Comentarios generales y sugerencias de actividades en los agroecosistemas

Cultivo de zapallito

Durante estas últimas semanas las excesivas temperaturas y precipitaciones han provocado importantes cambios en los agroecosistemas de cultivos. Además, junto con la temperatura el alargamiento de los días también influyó en cambios en la morfología de las plantas de zapallito. A partir de la semana pasada, en el caso de C. máxima L. var. zapallito de tronco comenzó a alargar los entrenudos y perder la conformación arbustiva inicial. Ahora, se advierte un crecimiento vigoroso aunque con las plantas entrecruzando los surcos. Con respecto a esta especie debieran ir realizando las siguientes actividades:

1. Ingresar en una planilla electrónica los datos obtenidos por en las sucesivas cosechas. Al respecto, se evidencia que la frecuencia de cosecha no es la ideal, que para esta época debiera ser una por día. Esto, lo podrán advertir porque muchos frutos presentan en plantas los síntomas de un exceso de madurez y pérdida de calidad comercial (exceso de tamaño, pérdida de brillo, color verde tornando a fuertemente oscuro, semillas con mayor grado de desarrollo).

2. Ingresar en una planilla electrónica los datos de las mediciones del crecimiento de los frutos marcados.

3. En esta semana debieran contabilizar en 3 a 5 plantas tomadas al azar, la relación entre las flores masculinas y femeninas.

4. Estas actividades son similares a las que debieran seguirse para C. pepo L. var. zucchini.

5. Finalmente, debieran describir las diferencias morfológicas observadas entre las dos especies de zapallito utilizadas.

Vista del sector de plantas de zucchini afectadas por la aplicación de glifosato mediante escoba químicaDaño por glifosato en zucchini (notar el color del fruto).Planta de C. máxima con diferentes tamaños de frutos. Arriba dos frutos a los que aún les falta tamaño. Debajo, fruto con exceso de madurez de cosecha.Alargamiento de entrenudos e inicio de ramificación en C. máximaPlanta de C. máxima con la rama principal entrecruzando el surcoFruto de zapallito próximo a superar la madurez de cosechaFruto de zucchini con tamaño comercial óptimo.

Cultivo de tomate

En este agroecosistema se observan a grandes rasgos importantes diferencias en las cultivares utilizadas. Entre ellas, entre las variedades de perita utilizados, ´Zorzal´ resultó menos vigoroso que ´Santa Paula´. Aunque ambos son resistentes a TSWV (virus de la peste negra), igualmente como es usual que ocurra, se presentaron algunas plantas en perfecto estado sanitario, a excepción de los frutos dañados por la virosis (ver fotografía debajo). Los síntomas más característicos en este caso son manchas circulares, pardas distribuidas inicialmente desde la mitad del fruto hacia la parte apical, para luego ganar todo el fruto. ´Santa Paula´ es también resistente a TMV (virus del mosaico del tabaco) a diferencia de ´Zorzal´. En un documento en Acrobat, les presento una serie de cultivares de tomate difundidos en el país, con las principales características de tolerancia o resistencia a enfermedades, entre los cuales se encuentran los utilizados aquí: ´Santa Paula´, ´Superman´ y ´Zorzal´.

Del muestreo de suelos realizado por Uds., ya se cuenta con los resultados de los análisis químicos (ver informe debajo). Durante la semana les quedará como tarea lo siguiente:

1. Fertilizar el cultivo con N y K.

2. Desmalezar, aporcar, desbrotar y atar.

3. Evaluar el estado sanitario, principalmente lo relacionado con la presencia de trips, mosca blanca y polilla del tomate.

4. Continuar con la discusión sobre la determinación de la demanda y suminitro de nutrientes minerales.

Documentos para leer y analizar

Características de algunas cultivares de tomate para mercado en fresco

Análisis de suelo Nodo III

Advertir las plantas de Zorzal (al medio) de menor tamaño que Santa Paula (extremo derecho) y Superman (extremo izquierdo)Racimo con frutos de la cv. ´Santa Paula´ aún inmadurosFrutos de la cv. ´Zorzal´Frutos de la cv. ´Superman´Frutos de la cv. ´Santa Paula´ con síntomas avanzados de TSWVDetalle de un fruto de tomate perita (Santa Paula) con síntomas de TSWV

Cultivo de maíz

El cultivo de maíz ha tenido un fuerte crecimiento en la última semana. Hasta aquí no se ha podido advertir problemas sanitarios, y el crecimiento de malezas, principalmente cebollín ha disminuido notablemente producto de los controles que se hicieron con glifosato previo a la siembra del maíz.

Recuerden que la consigna aquí fue la de comparar el crecimiento y desarrollo de un maíz para grano con un maíz dulce. Con respecto a éste último, les escribí un informe para que puedan diferenciar los diferentes tipos de maíces dulces. También, les agrego información sobre la cultivar utilizada en su experiencia.

Aparte de la actividad descriptiva anterior, que bien podría ser cuantificada en cuanto al desarrollo utilizando la escala BBCH, propuesta en otra entrada anterior, durante la semana vamos a dialogar sobre la necesidad de que realicen un análisis del crecimiento de ambos cultivos.

Documento para leer y analizar

Descripción de los maíces dulces

Fallos en la germinación de maíz: Cual fue la causa?Tamaño de las plantas de maíz para grano (23/11) comparar con las de maíz dulceTamaño de las plantas de maíz dulce (23/11) comparar con las de maíz para granoSiembra muy superficial: encamado de las plántulasVista general del cultivo de maíz el día 23/11Exceso de humedad en el cultivo de lechuga por efecto del sombreo artificial

Semana del 9/11

Durante el mes de octubre la temperatura del aire tuvo un incremento notable con respecto al mes de septiembre, principalmente durante los últimos nueve días del mes (Figura 1).

Temperaturas en octubre 2009

Figura 1: Evolución de las temperaturas máxima, media y mínima para el mes de octubre de 2009.

Aparte del crecimiento que se puede apreciar en el cultivo de tomate, también es probable que se incremente la dinámica poblacional de las plagas. En el caso de este cultivo, una plaga clave es la polilla del tomate (Tuta absoluta). Para que puedan aprender a reconocer este lepidóptero, la cátedra de Sanidad Vegetal ha elaborado los siguientes materiales: (i) uno de ellos es una descripción de la plaga con la explicación del cálculo de sumas térmicas que permite estimar la duración de su ciclo y; (ii) una presentación de diapositivas con fotografías de la plagas e insecticidas de última generación para su control.

(i) Polilla nodo III

(ii) Polilla nodo III

A continuación les presento dos fotografías de tomate del experimento que estan realizando, con el fin que recuerden una de las diferencias que tienen los tomates indeterminados y determinados y que posibilitan su reconocimiento a campo, cual es el número de hojas entre inflorescencias.

Planta de tomate indeterminadaPlanta de tomate determinadaEstado del cultivo de tomate el 10/11/09

Con respecto a los cultivos de zapallito, esta semana se pudo observar diferencias en el grado de tolerancia al estrés térmico entre C. pepo (zucchini) y C. máxima (zapallito redondo de tronco). En C. pepo, aún encontrándose el suelo con una buena oferta hídrica, las plantas presentaban el clásico síntoma de estrés térmico. La temperatura del aire a las 16:00 hs fue de 26 ºC, y cuando se midió mediante un termómetro infrarrojo la temperatura de las plantas de zucchini se registró 29 ºC, en tanto que en zapallito redondo fue de 21 ºC. A continuación les presento algunas fotografías de ese momento y al final el clásico planteo del balance de energía de un cultivo.

Cultivo de zapallito (en primer plano C. máxima, al fondo C. pepo)Planta de zucchini con estrés térmicoPlantas de zapallito redondo de tronco sin estrésFruto de zucchini de reciente establecimientoFrutos de zapallito redondo de reciente establecimientoSíntomas de efecto del glifosato en plantas de zapallitoTemperatura aire 16:00 hs 10-11-09Temperatura foliar 16:00 hs 10-11-09 Cucurbita maximaTemperatura foliar 16:00 hs 10-11-09 Cucurbita pepo

Considerando el balance de energía de un cultivo:

Rn = H + LE + G

Rn: radiación neta del cultivo; H: calor sensible, LE: Calor latente; G: calor en el suelo (Cal cm-2 min-1)

Establezcan una/s hipótesis acerca de lo observado con relación al estrés térmico en zapallito.

Cuales podrían ser las consecuencias de repetidos eventos de estrés como el sucedido el día 10-11?

Para el grupo que trabaja en el cultivo de lechuga, y a propósito del planteo del balance de energía anterior: cuál es el motivo por el cual decidieron realizar un sombreo mediante una malla de 35 % de obstrucción al cultivo?

Cartelera de avisos 2/11/09

Hola a todos,

                           como me han informado que tuvieron problemas para poder ´bajar´ el documento del cógido BBCH, a continuación les pego directamente la dirección URL para poder hacerlo:

http://www.bba.de/veroeff/bbch/bbchspa.pdf

Al grupo del cultivo de lechuga

1. Les sugiero aprovechar la situación planteada durante el transcurso de la temporada para elaborar un buen documento del Nodo. Observen que en uno se los ítems a desarrollar, deben identificar los problemas. Debieran ser suficientemente exhaustivos para indagar y describir claramente los problemas surgidos en la primer implantación y en la segunda. Deberán para ello recurrir a fuentes bibliográficas y consultas.

2. Propongo que para lo que queda de la temporada, implantemos un cultivo de maíz con cultivares de diferentes ciclos. Durante la semana del 9/11 podremos dialogar directamente sobre ésto.

Cultivo de maíz superdulce en el Cinturón Hortícola de Santa Fe

 Al grupo de zapallito

1. El cultivo ha tenido un muy buen desarrollo estas últimas semanas. Sugiero comenzar a trabajar con el documento que deberán elaborar considerando la experiencia desarrollada hasta aquí.

2. Vean el documento del Código BBCH para intentar aplicarlo a zapallito y poder describir el estado ontogénico de los tratamientos realizados (cultivares y método de implantación).

3. Problemas sanitarios?

Oidio? Moscal blanca?

Cultivo de zapallito de tronco de primicia en Santa Fe

Al grupo de tomate

1. Les indico lo mismo que para el resto del grupo, con relación a comenzar a trabajar con el documento del nodo.

2. Esta semana habría que hacerle una fertilización a base de urea, incorporando con una azada y cuidando de no hacerlo muy cerca de las plantas. La cantidad? 150 g de Urea por cada línea de tomate.

3. Les envío el último boletín de tomate que edita el Mercado Central de Buenos Aires.

Boletin de tomate Nº 20

4. Problemas sanitarios?

Polilla del tomate? Mosca blanca? Enfermedades

Para identificar posibles enfermedades,  les sugiero que vean en biblioteca el libro de Blancard y otros (Enfermedades de tomate).

Cualquier duda adicional, consultar con la cátedra de Sanidad.

Nos vemos la semana del 9/11.

Con el incremento de las temperaturas medias se pudo observar una recuperación sorprendente en las plantas de tomate del daño por frío sufrido hacia finales del mes de septiembre.

El cultivo de zapallito también tuvo una muy buena implantación y germinación de las semillas sembradas al estado de imbibidas y pregerminadas.

El cultivo de lechuga sufrió los problemas de un notable ´planchado´ del suelo luego de las lluvias de la última semana. La estructura del suelo no es muy buena por lo que deberán incrementarse las tareas de laboreo manual para mejorar la infiltración del agua. Los problemas debidos a la infestación con cebollín (Cyperus rotundus) son muy importantes, a pesar de los controles realizados con Glifosato.

A continuación la galería de imágenes:

Estado de las plantas de tomate (13/10)Planta de zapallito al estado de una hoja verdadera iniciada (13/10)Transplante de zapallito efecutado muy alto con relación al surco de riego (15/10)Muerte de planta de zapallito motivado por surco alejado (15/10)Sector destinado al transplante de lechuga previo a la emergencia de cebollín (15/10)Plantín de lechuga transplantado (observar el excesivo largo del hipocótilo debido al sombreo en vivero) (15/10)Vista de las raíces de los plantines de tomate utilizados (pardeamiento de raíces indicativo de exceso de tiempo de permanencia en contenedor)Vista ampliada de las raíces presentando síntomas del daño por restricción física en tomateEncañado (tutorado), atado, desbrotado y aporcado en tomate (21/10)Planta de tomate recuperada del daño por frío (21/10)Carpiendo el cultivo de tomatePrimera planta de tomate en antesis floral (21/10)Desmalezando y aporcando el cultivo de zapallito de troncoTrabajando con el motocultivador en el cultivo de zapallitoPlanta de zapallito redondo de tronco (C. máxima) proveniente de transplantePlanta de zapallito redondo de tronco (C. maxima) proveniente de semilla pregerminadaPlanta de zapallito zucchini (C. pepo) proveniente de transplantePlanta de zucchini proveniente de semilla pregerminadaVista del sector de zapallito y tomatePlantines de lechuga de hoja (primer plano, abajo), mantecosa (al medio) y arrepollada (al final, superior)Transplantando lechuga (22/10)Transplantando lechuga (22/10)Plantín de lechuga mantecosaLechuga alargamiento hipocótilo debido al exceso de sombreamiento en vivero (comparar con el anterior)