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Influencia del agua en aumentar la absorción de nutrientes

Antiguamente, cuando hablábamos sobre la absorción de nutrientes por parte de las plantas, se englobaba principalmente a las funciones de las raíces respecto a absorción de agua y nutrientes. 

No obstante, las plantas también tienen la capacidad de absorber nutrientes a través de las hojas.  Por lo cual el total de nutrientes absorbidos por una planta engloba la suma de la absorción radicular y absorción foliar. A pesar de que la absorción radicular supera en cantidad de nutrientes absorbidos a la absorción vía foliar, complementar ambas, es lo ideal para una correcta y equilibrada nutrición de las plantas.

El Agua: Clave para Nutrientes y Productividad Vegetal

El agua y su importancia, recurso limitante y clave en la absorción de nutrientes. De todos los recursos que necesitan los cultivos para crecer y desarrollarse, el agua debido al gran volumen que absorbe la planta en su ciclo de vida. De esta agua el 97% se utiliza para el transporte de nutrientes y el 3% restante para realizar la fotosíntesis y otros procesos metabólicos.

El agua en el suelo y un déficit será el factor principal que afectará para que las plantas no alcancen su potencial de productividad.  Ya que la absorción radicular supera en importancia a la absorción foliar. El agua afecta la forma química en la que los nutrimentos se encuentran en el suelo y si hay un déficit de humedad se disminuye la disponibilidad de nutrientes, aunque se encuentren en cantidades suficientes. Para que puedan ser absorbidos por la raíz, los nutrientes deben estar disueltos en el agua, presente entre las partículas de suelo, o lo que se definiría, como la solución del suelo, por lo que el agua actúa como solvente y los nutrientes actúan como soluto.

Por lo que la cantidad de lluvia o tener una irrigación menor a los requerimientos de una planta serán factores muy limitantes para la absorción de nutrientes. Pudiendo impedir que se alcancen rendimientos óptimos en una planta por falta de absorción de nutrientes.

Regulación de la pérdida de agua por traspiración

El agua es un compuesto esencial para todos los seres vivos, incluidos los vegetales. De hecho, por lo general las plantas requieren más agua que un animal de un peso semejante; y a diferencia de este no puede desplazarse para buscarla de manera activa. Por esta razón las plantas cuentan con mecanismos muy eficientes para evitar la pérdida de agua, lo que les ha permitido adaptarse a una gran variedad de climas, incluidos los más secos y cálidos.

El fenómeno por el cual los vegetales pierden agua a través de sus hojas se denomina traspiración vegetal. El agua se absorbe por las raíces, pasa al xilema y de allí se mueve hasta las hojas, donde se evapora. El agua en forma líquida forma una columna continua dentro de la planta que se impulsa hacía arriba debido a la suma del efecto de la traspiración, que hace que se pierda agua en la superficie foliar, con el de la cohesión de las moléculas de agua que “tira” hacia arriba las que están en la parte inferior del xilema para sustituir a las que se han evaporado. El proceso de traspiración en las plantas es continuo y sirve principalmente para la obtención y el reparto de los nutrientes absorbidos del suelo, reducir su temperatura gracias al elevado calor latente de vaporización del agua, y permitir la absorción de dióxido de carbono (CO2) atmosférico para realizar la fotosíntesis. Pero esto tiene un coste: más del 90% del agua captada por las raíces se pierde en forma de vapor. Como es lógico, dependiendo del estado fisiológico de la planta esta puede preferir limitar o no la traspiración y para ello cuenta con tres mecanismos:

1) Cutícula: es una capa cerosa hidrofóbica que por tanto se opone al movimiento de agua fuera de las hojas.

2) Capa límite: es una delgada lámina de aire inmóvil alrededor de la hoja a través de la cual debe difundir el vapor proveniente de la planta antes de alcanzar el aire atmosférico en movimiento. Cuanto mayor es esta lámina, menor es la traspiración. Las plantas tienen maneras de modificar su grosor mediante, por ejemplo, la presencia de tricomas.

3) Estomas: los estomas son pequeños poros presentes en las hojas que pueden abrirse o cerrarse, y a través de los cuales se capta el CO2 y se evapora el agua; pudiendo de esta manera regular ambos procesos. Suelen estar en el envés de las hojas, pero algunas especies vegetales tienen también en el haz.

Realmente, la función de los estomas es captar el CO2 para el proceso fotosintético. Sin embargo, al permitir el intercambio gaseoso se produce también la pérdida de agua por evaporación. A mayor apertura del estoma, mayor es la velocidad de absorción del CO2, pero también lo es la transpiración. Como el CO2 esta en una concentración muy baja en la atmósfera (0,035%), su captación es poco eficiente en comparación con la pérdida de agua. Es decir, por cada molécula de CO2 absorbida se evaporan muchas más de agua. Así pues, controlando la apertura estomática las plantas buscan un delicado balance entre la fijación de CO2 y la transpiración. Esto se realiza en función de diversos factores externos como son la luz, la humedad relativa, el calor, y el estado hídrico de la planta.

Apertura de estomas: El secreto detrás de la respiración vegetal

Los estomas están compuestos por dos células oclusivas que, como su nombre indica, se encargan de cerrar el poro. Cuando las condiciones son las adecuadas para realizar la fotosíntesis y la planta dispone de suficiente agua, un conjunto de señales químicas inducen que la H+-ATPasa de las células oclusivas comienza a expulsar iones H+ del interior del citoplasma, lo que genera un gradiente de carga que se compensa mediante la entrada de iones potasio (K+).   El aumento de la concentración de iones en el citoplasma incrementa la presión osmótica de las células oclusivas y estas empiezan a absorber agua, hinchándose. Su pared celular es más gruesa en la zona que rodea al poro estomético, evita que esta parte se expanda. Además, las células oclusivas cuentan con unas fibras radiales rígidas de célulosa. Todo ello hace que cuando la célula se expanda por la entrada de agua, lo haga únicamente por el lado opuesto al poro, y por tanto se abra el estoma.

Control de los Estomas: Vital para las Plantas

El proceso contrario, es decir, la salida de ion potasio del citoplasma con la consiguiente pérdida de agua, provocan la flacidez de las células oclusivas y por tanto el cierre de los estomas. Esto puede desencadenarse por diversos factores, siendo el más evidente de ellos una situación de estrés hídrico en la que el vegetal debe minimizar la pérdida de agua. Pero otros fenómenos menos “traumáticos” también pueden provocarlo, como son la ausencia de luz (y por tanto la imposibilidad de realizar la fotosíntesis) o cuando la planta considera que ha captado suficiente CO2. 

La traspiración a través de los estomas es también un mecanismo que tiene la planta para disipar calor. Así, en situación de estrés térmico, el vegetal puede optar por incrementar la tasa de evaporación mediante la apertura estomática para regular su temperatura. No obstante, corre el riesgo de deshidratarse si la absorción de agua por la raíz no consigue equilibrar la tasa traspirativa. Cuando esto ocurre, se produce un fenómeno llamado cavitación, que consiste en la formación de burbujas de gas (generalmente vapor de agua) en los conductos del xilema que rompen la columna de agua. Llegado este punto, si la planta no consigue disipar estar burbujas
cerrando los estomas para así generar sobrepresión en su sistema, y/o creando una nueva conexión de tejido vascular, corre el riesgo de que se produzcan oclusiones en su xilema y muera. Esta es una muestra de la importancia que tiene la regulación de la apertura estomática para control la tasa de transpiración.
 

Bibliografía

  • Graham, L. E., J. M. Graham, and L. W. Wilcox; 2003; Plant Biology; Prentice Hall, Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, NJ.
  • C. Bhatla and M. A. Lal; 2018; Plant Physiology, Development and Metabolism; Springer Nature Singapure Pte. Ltd.

¿Por qué es tan importante la floración y el cuajado del olivo?

Uno de los momentos más críticos e importantes en el cultivo del olivar es la formación y el cuajado de las aceitunas. Para mejorar el cuajado del olivar y en consecuencia, incrementar la producción y rentabilidad de nuestro cultivo, debemos tener en cuenta factores que repercuten en la calidad del fruto y tratamientos para el cuajado del olivo. 

Ciclo de crecimiento del olivo

El olivo muestra un crecimiento con dos picos. Comienza el primer pico en marzo para continuar hasta principios de junio. El segundo período de crecimiento ocurre en septiembre para detenerse a finales de noviembre.

El proceso fisiológico que conduce a la diferenciación de la flor del olivo en marzo y la floración en mayo comienza en el verano anterior con la inducción de la floración, seguida de la iniciación de la floración en noviembre. El olivo produce flores perfectas con pistilos verdes y funcionales, o flores imperfectas que contienen un pistilo abortado. La cantidad de flores perfectas formadas varía según la inflorescencia, el cultivar y las condiciones ambientales.

Un olivo maduro suele producir en torno a 500.000 flores, de las cuales entre el 10% y el 15% dan fruto, seguido por una rápida caída de la fruta hasta 6 a 7 semanas después de la plena floración. En un año con floración normal, un cuajado final de frutos del 1% al 2% dará como resultado un buen rendimiento comercial.

Hábitos de floración y desarrollo de yemas en el olivo

Las flores del olivo se forman en inflorescencias, que se desarrollan a partir de yemas axilares. Durante el crecimiento del brote, en el año anterior a la floración, se forman en cada nudo dos hojas opuestas con una yema en la axila de cada hoja.

Para que una yema sea de flor tiene que haber sufrido un proceso de iniciación floral. La iniciación floral incluye dos procesos: inducción (predisposición de las yemas a desarrollar inflorescencia), y diferenciación de las estructuras de la inflorescencia y de la flor.

La inducción floral de las yemas se produce la campaña previa a la floración, entre el mes de julio y octubre. La diferenciación de las estructuras florales se inicia en febrero y coincide con la fase de brotación.

Factores influyentes en el cuajado y desarrollo del olivo

Según algunos autores, puede existir un periodo de reversibilidad que suele ser desde octubre, en el que yemas inducidas a flor pueden revertir a vegetativas si no pasan suficiente frío o les falta determinadas sustancias elaboradas por las hojas.

Entre los factores que afectan al cuajado, la fisiología del olivo (polen viable, compatibilidad de polen, crecimiento del tubo polínico, etc) y las condiciones ambientales (temperaturas bajas o altas, vientos secos y lluvias que podrían llegar a inhibir el crecimiento del tubo polínico.

La simultaneidad entre procesos vegetativos y reproductores del mismo año y entre procesos de dos ciclos reproductores consecutivos origina fenómenos de competencia. En años de gran cosecha los asimilados procedentes de la fotosíntesis se dirigen hacia los frutos en desarrollo, frenando el crecimiento vegetativo del árbol, esto conlleva la reducción de la floración del año siguiente lo que podría afectar a la producción.

La absorción de nutrientes se produce principalmente en primavera y verano, durante la brotación, cuajado y crecimiento del olivo. La tasa de absorción de nitrógeno es mayor en primavera y principios de verano, durante el crecimiento vegetativo, mientras que la absorción de potasio es ligeramente menor en esta época. La pulverización foliar puede complementar la absorción de nutrientes por las raíces en momentos específicos. Por este motivo se debe considerar la pulverización foliar.

Recomendaciones para el cuidado del olivo

Desde el departamento técnico y de I + D de Arvensis, recomendamos llevar a cabo unos tratamientos previos a floración y cuajado con QUICELUM, formula especial ecológica, con alto contenido en precursores de fitohormonas naturales principalmente auxinas y citoquininas, ácido fólico y otros coadyuvantes sinérgicos para la floración y cuajado con el fin de mejorar la viabilidad del polen, la germinación del tubo polínico, reducir la caída fisiológica de los frutos y mejorar su tamaño.

También aplicando QUICELUM al inicio del envero junto a POTOMAK, bioestimulante ecológico con alto contenido en potasio de fácil asimilación (exento de cloro, sodio y sulfatos) que incluye en su composición extractos de algas Ascophyllum nodosum, permite incrementar el rendimiento graso al potenciar la división celular y acelerar la translocación de los carbohidratos y su posterior transformación en grasa.

1, 2, 3 ¿Las plantas saben contar, sumar y restar? La vernalización

¿Te has planteado alguna vez si las plantas tienen algún tipo de percepción numérica? ¿Si saben cuantificar el tiempo? Y si perciben el tiempo ¿cómo lo hacen? ¿sabías que son capaces de contar las horas? A primera vista, el concepto de que las plantas puedan realizar operaciones matemáticas parece ridículo, pero quizás descubras que se acerca más a la realidad de lo que parece en un primer momento.

¿Qué implicaciones tiene que las plantas puedan tener algún tipo de sentido temporal? ¿Para qué les serviría? Este proceso se denomina vernalización y es fundamental para muchas especies. Aunque no lo parezca, hay plantas que necesitan un período de exposición al frío para inducir la floración, de esta manera evitan las heladas. A continuación, veremos en detalle a que nos referimos exactamente cuando decimos que las plantas «cuentan» las horas de frío, por qué es tan importante este proceso y cómo las plantas lo llevan a cabo.

¿A qué nos referimos con contar y cómo lo hacen?

Hay plantas que necesitan un período de frío para inducir la floración y poder producir. Pero ¿Cómo saben que están en invierno? Y sobre todo ¿Cómo saben cuándo ha pasado el invierno? Este conteo de horas de frío es esencial para regular el momento en el que las plantas florecen, evitando así la floración prematura durante los períodos cálidos del invierno. Si la planta floreciera cuando no toca, el frio podría causar que las flores mueran y con ello la nueva generación. Por todo esto es muy importante para las plantas poder calcular de manera precisa cuanto tiempo ha hecho frio y cuanto más va a hacer.

¿Cómo lo hacen? Las plantas utilizan una combinación de señales químicas y biológicas. Básicamente, son capaces de contar cuántas horas de frío han experimentado y también saben cuántas horas de frío debería durar el invierno. De esta manera, pueden determinar cuándo debería terminar el frío.

La vernalización permite a las plantas "contar" las horas de frío que han experimentado y “restarlas” a las horas que debería durar el invierno. (pixabay)

Durante la vernalización, las plantas acumulan una serie de señales moleculares que les permiten «contar» las horas de frío que han experimentado. Esta información temporal se traduce en cambios en la expresión génica y en la regulación de procesos fisiológicos clave, como la transición de la fase vegetativa a la fase reproductiva.

A nivel molecular, el proceso de conteo de horas de frío involucra a varias moléculas y compuestos químicos. Se ha descubierto que ciertas proteínas, como los receptores de frío, desempeñan un papel crucial en la percepción y transducción de señales relacionadas con el frío. Estos receptores activan cascadas de eventos moleculares que finalmente conducen a cambios en la expresión génica y al desarrollo de rasgos fenotípicos asociados con la vernalización, como la floración. Además, se han identificado varios reguladores de la transcripción y factores de transcripción que controlan específicamente la respuesta de la planta al frío y coordinan la inducción de la floración.

Figura 2 El cerezo (Prunus avium) es una especie que florece característicamente al terminar el invierno. (pixabay)

¿Qué plantas lo hacen?

Hay muchas plantas capaces de hacerlo, especialmente aquellas que crecen en regiones con estaciones frías. Hay muchos ejemplos como el trigo, la cebada, la avena y varias plantas de la familia Brassicaceae, como la colza y el rábano.

En el ámbito de los frutales, también hay muchas especies sensibles a la vernalización y que requieren un período de exposición al frío para desencadenar la floración y la producción de frutos. Uno de los ejemplos más conocidos es el manzano (Malus domestica), cuyas variedades suelen clasificarse en dos categorías: las que necesitan vernalización y las que no. Además del manzano, el durazno (Prunus persica), la ciruela (Prunus domestica) y la cereza (Prunus avium) son otros ejemplos.

El Cambio Climático ¿Cómo afectará a estas plantas?

El cambio climático es una realidad que afecta a todo el planeta, y España no es una excepción. Desde hace años hay inviernos más cortos y cálidos, así como heladas a destiempo, estos cambios pueden tener un impacto significativo en la vernalización de las plantas, especialmente en aquellas que dependen de un período de frío para inducir la floración.

En primer lugar, los inviernos más cortos y cálidos pueden alterar el proceso de vernalización al no proporcionar suficiente tiempo de exposición al frío para que las plantas completen este proceso correctamente. Como consecuencia, la floración puede retrasarse o ser menos uniforme, lo que afecta negativamente la producción de frutos y semillas.

Por otro lado, las heladas a destiempo tienen un impacto devastador en las plantas que han iniciado el proceso de floración. Estas condiciones pueden provocar la muerte de brotes y yemas florales, lo que resulta en una reducción significativa en la producción de flores y frutos.

Figura 3 El cambio climático puede afectar a los ciclos de vernalización de las plantas. (pixabay)

Conclusión

En última instancia, el estudio de las horas de frío y su impacto en la vernalización de las plantas nos revela la complejidad y la sorprendente adaptabilidad del reino vegetal. Este conocimiento no solo es esencial para comprender mejor los ciclos de vida vegetal, sino que también se convierte en una herramienta poderosa para afrontar los desafíos planteados por el cambio climático.

Con el aumento de las temperaturas y los patrones climáticos impredecibles, es más crucial que nunca comprender cómo estas variables afectan a las plantas que dependen de la vernalización. Este entendimiento nos capacita para desarrollar estrategias de adaptación y prevenir los problemas antes de que afecten a la cosecha con protectores osmóticos , térmicos, productos anti estrés y bioestimulantes.

¿Cómo aparecen las resistencias en los microorganismos?

¿Qué son las resistencias en los microorganismos?

La resistencia es la capacidad del microorganismo a sobrevivir a la exposición a un estímulo externo que de manera habitual lo mataría. Habitualmente y cuando se habla de resistencia, se suele extrapolar a resistencia a antibióticos, pero hay otros tipos de resistencias (como por ejemplo a elevadas temperaturas o a baja cantidad de agua).

La resistencia a los antimicrobianos se produce cuando bacterias, virus, hongos y parásitos cambian a lo largo del tiempo y dejan de responder a los tratamientos, lo que dificulta el tratamiento de infecciones y aumenta el riesgo de propagación de enfermedades y muerte.

¿Cómo se producen las resistencias?

Las resistencias se desarrollan como respuesta a la presión selectiva ejercida por un antibiótico u otro compuesto/condición (como por ejemplo un antiséptico o calor extremo).

Para el desarrollo de una resistencia deben darse 2 condiciones: que el contacto con la condición de selección sea prolongado y que la intensidad de dicha condición permita sobrevivir al microorganismo.  

La resistencia a un estímulo particular puede ser una propiedad natural del microorganismo o puede adquirirse mediante un mecanismo:

  • Intrínseca: el microorganismo no posee la diana sobre la que actúa el estímulo, y por tanto no le afecta (si el antibiótico afecta a la pared celular y el microorganismo no tiene pared, el antibiótico no le afecta).
  • Adquirida: el microorganismo adquiere el mecanismo para no ser afectado por el estímulo. Estos mecanismos de resistencia adquirida incluyen: la presencia de enzimas que inactivan el estímulo, modificaciones postraduccionales o postranscripcionales de la diana, reducción de la toma del agente antimicrobiano y excreción activa del mismo (en el caso de que el estimulo sea una sustancia).

Hay que tener en cuenta que las dianas de los distintos microorganismos son distintas por su propia naturaleza (una bacteria no es igual que un hongo) y por tanto cada grupo de microorganismos tiene sus propias sustancias antimicrobianas.

Los mecanismos de acción de los agentes antimicrobianos pueden categorizarse en función de la diana de dichos agentes: inhibición de la síntesis de pared celular, de la síntesis de ácidos nucleicos, de la función ribosómica, o de la función de la membrana celular entre otros.

Ejemplos de resistencias en bacterias