Las formas más frecuentes de estrés en la planta

Estrés ambiental

El estrés ambiental o, más específicamente, el estrés ambiental abiótico incluye todos los factores ambientales no vivos que pueden afectar negativa o incluso perjudicialmente el crecimiento y la productividad de las plantas. Se ha realizado una gran cantidad de investigaciones científicas sobre el estrés por sequía, los efectos de las inundaciones o la sumersión, el estrés por salinidad y las temperaturas extremas (altas y bajas). Pero para los productores se incluyen problemas bien conocidos como altas intensidades de luz y déficits de nutrientes inorgánicos (por ejemplo, nitrógeno, fósforo, potasio). La razón principal de esto sería su papel clave en la producción de pérdida de rendimiento de cultivos agrícolas o industriales en todo el mundo.

Esta zarza sufre de deficiencia de nitrógeno, un ejemplo de "estrés ambiental" (factores ambientales no vivos que pueden afectar negativamente el crecimiento y la productividad de las plantas). Esto también incluye déficits de nutrientes inorgánicos.

Estres mecanico

Uno de los tipos de estrés que ocurre tan pronto como ingresa a su invernadero o campo es el estrés mecánico. Las plantas en general son muy sensibles al estrés mecánico. Los cultivadores experimentados pueden saber que si caminan por sus campos o tocan sus plantas con demasiada frecuencia, esto puede dar como resultado plantas más cortas. También puede provocar lesiones en los tejidos, que es un posible punto de entrada para las enfermedades. Las diferencias en el movimiento del aire, las vibraciones o el manejo frecuente de las plantas pueden causar estrés mecánico. Agitar o flexionar una planta por unos minutos cada día puede reducir la elongación del tallo y el peso de la planta, tanto fresca como seca.

Esto también se ha estudiado en condiciones de laboratorio, donde los jóvenes Arabidopsis thaliana (Rock berro) las plantas fueron sometidas a roces del tallo un par de veces al día. Esto dio como resultado plantas más cortas en comparación con el grupo control, que no se tocaron (ver foto 1).

El estrés mecánico no puede evitarse por completo, pero tenga en cuenta al visitar sus plantas, ya sea en el interior o en el campo, que se verán afectados por su visita. Por lo tanto, mantenga el contacto directo con sus plantas al mínimo.

Foto 1: Se trata de una micrografía electrónica de barrido (SEM) coloreada de una hoja de la planta suculenta Kalanchoe blossfeldiana, que muestra un estoma cerrado (centro). Los estomas son los poros a través de los cuales se produce el intercambio gaseoso en las plantas. La apertura y el cierre de los estomas está controlado por celdas de protección semicirculares. Cuando las células protectoras son erectas, los estomas están abiertos y cuando están flácidos los estomas están cerrados. K. blossfeldiana se adapta a las condiciones cálidas y áridas y abre sus estomas por la noche, que es lo contrario de la mayoría de las plantas, para evitar la evaporación del agua. Absorbe el dióxido de carbono a través de los estomas por la noche y lo convierte en un ácido orgánico para su almacenamiento. Cuando la planta comienza a realizar la fotosíntesis durante el día, utiliza el dióxido de carbono almacenado. Las manchas en la superficie son cera.

Estrés por sequía

En días soleados y secos, o cuando la luz en un invernadero es muy intensa, las plantas pueden marchitarse debido a que la tasa de pérdida de agua por transpiración excede la velocidad a la que el sistema de raíces absorbe el agua del suelo. En otras palabras, no hay suficiente humedad en el suelo, lo que puede inhibir el crecimiento de la planta. Sin embargo, las plantas tienen sistemas de control que les permiten hacer frente a déficits de agua menos extremos.

Muchas de las respuestas de una planta a la falta de agua lo ayudan a conservar agua al reducir la tasa de transpiración. La falta de agua en las hojas hace que las células protectoras se vuelvan menos erectas, un mecanismo de control simple que retarda la transpiración al cerrar los estomas. La falta de agua también estimula la síntesis y la liberación de ácido abscísico en la hoja; esta hormona ayuda a mantener los estomas cerrados al actuar sobre las membranas de las células protectoras. Las hojas responden a la falta de agua de varias otras maneras. Las hojas de muchas especies de plantas, como especies de césped, se enrollan en forma de tubo que reduce la transpiración al reducir el área de la superficie de la hoja que está expuesta al aire seco y al viento. Aunque esta respuesta de la hoja conserva el agua, también reduce la fotosíntesis, que es una de las razones por las cuales la sequía disminuye el rendimiento del cultivo.

El crecimiento de la raíz también responde a la falta de agua. El suelo o cualquier sustrato en el que crezca una planta generalmente comienza a secarse desde la superficie hacia abajo. Esto inhibe el crecimiento de raíces superficiales, en parte porque las células no pueden mantener la turgencia requerida para el alargamiento. Las raíces más profundas, que están rodeadas por sustrato más húmedo, aún pueden crecer. El sistema de raíces prolifera de una manera que maximiza la exposición a la humedad del suelo, pero esto demanda más de la energía de las plantas, que eventualmente se pierde por el rendimiento potencial.

Estas plantas de calabaza se están marchitando debido a la sequía. Tan pronto como el estrés por la sequía finaliza, las hojas marchitas pueden recuperarse rápidamente. Sin embargo, las plantas afectadas mostrarán signos de senescencia foliar.

La clave del estrés por sequía (o la falta de agua) es proteger a la planta de la desecación mientras se mantiene la fotosíntesis. Cerrar los estomas resulta en una menor disponibilidad de dióxido de carbono para la planta. Y las reacciones químicas del sistema de fotosíntesis no se pueden apagar a demanda, a menos que la fuente de luz esté apagada, por supuesto. Una escasez de dióxido de carbono debido al cierre de los estomas produce una acumulación de radicales libres en los cloroplastos. Una cascada compleja de reacciones químicas, llamada transducción de señales, es responsable de esto. La planta responde a estos radicales libres produciendo antioxidantes para neutralizarlos. Sin entrar en demasiados detalles, algunas hormonas vegetales y aminoácidos libres a menudo participan y ayudan a plantar para desarrollar cierta tolerancia a la sequía, que fue la causa inicial de estrés para la planta.

Un productor puede experimentar que, tan pronto como el estrés por la sequía termina, las hojas marchitas parecen recuperarse rápidamente. Sin embargo, dentro de unos pocos días a una semana, las plantas afectadas mostrarán senescencia foliar. Este es un proceso en el cual las hojas envejecen rápidamente y se vuelven amarillentas porque la clorofila se ha descompuesto. Esto es en parte un resultado del daño irreversible de los radicales libres mencionados anteriormente.

La margarita dorada de la izquierda es un saludable
uno, el de la derecha no es. Esto es un
ejemplo típico de una planta que es
que sufre de exceso de riego. Si lo hiciste
no saber nada mejor, bien podrías
asumir que este era un caso típico de
estres mecanico. Tocar las plantas cada
el día también conducirá a plantas más cortas.

Exceso de riego

El riego excesivo de una planta puede matarlo más rápidamente que la falta de agua. En suelo anegado no hay suficiente oxígeno para las raíces. Esto se debe a que la difusión de oxígeno a través del agua es aproximadamente 10.000 veces más lenta que a través del aire. Sin oxígeno, la respiración anaeróbica ocurre en las raíces, produciendo compuestos tóxicos en la planta. Los síntomas de exceso de riego también incluyen marchitamiento, coloración amarillenta de las hojas, pudrición de la raíz y retraso en el crecimiento.

El problema central en el exceso de riego es la falta de oxígeno. Esto provoca que muchas especies de plantas produzcan etileno, lo que hace que algunas células en la raíz sufran apoptosis, el proceso de muerte celular controlada. La destrucción de estas células crea tubos de aire, que pueden llenarse con aire de las secciones de la planta que están sobre la superficie. De esta forma, las raíces pueden recibir el oxígeno necesario incluso cuando la tierra todavía está demasiado húmeda como para contener suficiente aire.

El mecanismo descrito anteriormente puede ayudar en cultivos como el maíz o el arroz, pero la mayoría de los cultivos comerciales de invernadero no son capaces de mantener los niveles internos de oxígeno. Las raíces comienzan a pudrirse rápidamente e incluso si el cultivador responde rápidamente al sustrato de agua, la pérdida de rendimiento puede ser devastadora.

Estrés salino

Un exceso de cloruro de sodio u otras sales en el suelo amenaza a las plantas por dos razones. En primer lugar, al reducir el potencial hídrico del sustrato, la sal puede causar un déficit de agua en las plantas a pesar de que hay mucha agua en el suelo. A medida que el potencial hídrico del sustrato se vuelve más negativo, se reduce el gradiente de potencial hídrico del sustrato a las raíces, lo que reduce la absorción de agua. Otro problema con los sustratos salinos es que el sodio y ciertos otros iones como el cloruro se vuelven tóxicos para las plantas cuando sus concentraciones son tan altas que abruman la permeabilidad selectiva de las membranas de las células de la raíz. En otras palabras, la planta no puede absorber selectivamente los nutrientes correctos, y solo la planta toma el sodio.

Muchas especies de plantas pueden responder a la salinidad moderada del sustrato al producir solutos que son bien tolerados en altas concentraciones. Se ha demostrado que la fresa es capaz de producir "compuestos fenólicos". Se cree que estos compuestos restauran o mantienen el potencial hídrico de las células vegetales, en comparación con el sustrato, sin admitir cantidades tóxicas de sal. Sin embargo, esto es solo una ayuda temporal porque se producirán pérdidas de producción. Si el estrés salino toma demasiado tiempo, la planta finalmente morirá.

Estrés por calor

El calor extremo puede dañar las plantas directamente, pero generalmente el daño por calor se produce a través de una mayor pérdida de agua y estrés por sequía en las plantas. Las plantas también pueden quemarse por el sol cuando el follaje está expuesto a la luz solar durante los períodos cálidos y secos. Cuando las temperaturas son extremadamente altas, las plantas necesitan llevar agua de las raíces a las hojas y tallos. Luego, esta agua sale de la planta a través de los estomas en forma de vapor de agua, un proceso conocido como transpiración. La transpiración enfría las hojas y otras partes de la planta y previene el daño del estrés por calor. Sin embargo, si no hay suficiente agua para este proceso, la planta sacrificará parte de la superficie de la hoja, lo que permitirá que se queme.

Daño por frío y helada

El frío y las heladas son las principales causas del daño de los cultivos en las plantas tiernas, aunque las plantas resistentes también pueden sufrir si el nuevo crecimiento está expuesto a una helada intensa después de un período de clima más cálido. Los síntomas a menudo aparecen de la noche a la mañana y pueden afectar a muchos tipos de plantas. Las hojas y los tallos pueden volverse negros, y los brotes y las flores pueden decolorarse. Algunas flores que se han visto afectadas por las heladas pueden no producir frutos.

El frío y las heladas son las principales causas del daño a los cultivos en las plantas tiernas.

Daño químico

Cualquier tipo de químico aplicado en la dosis incorrecta o en el momento incorrecto es capaz de dañar la planta físicamente. La mayoría del daño químico proviene de pesticidas aplicados en exceso, en el momento equivocado o durante el calor del día. El uso descuidado de herbicidas también puede dañar o matar inadvertidamente a las plantas que no son el objetivo. La deriva del rociado es a menudo una causa de daño involuntario a las plantas. El daño químico puede aparecer como manchas rojas, amarillas o marrones en las hojas, las puntas de las hojas se tornan marrones, las plantas atrofiadas o deformadas o el pardeamiento generalizado y la muerte.

En este artículo hemos intentado describir las partes más importantes de la planta y su papel en algunas de las tensiones ambientales más obvias que pueden sufrir las plantas. Sin embargo, el mundo es mucho más complejo que esto. Como hemos visto en este artículo, las raíces, las hojas (especialmente los estomas) y la fotosíntesis utilizada en los aparatos juegan un papel crucial en la respuesta específica de una planta a una situación de estrés. Estas respuestas a menudo son notablemente similares, como la respuesta de la planta al estrés por sequía o al estrés salino. Ambas situaciones resultan en una reducción en la capacidad de absorción de agua de la planta.

Actualmente se están llevando a cabo muchas investigaciones sobre qué procesos subyacen a la percepción de los factores de estrés de la planta y qué sustancias químicas en la planta son cruciales para que la planta sea más tolerante a las diversas formas de estrés ambiental.

Las plantas de fresa son capaces de producir compuestos que pueden restaurar o mantener el potencial hídrico de las células vegetales sin admitir cantidades tóxicas de sal.