Por: Dr. Mauricio Navarro
Especialista en nutrición vegetal
El estrés se define como una relación adversa de las plantas a condiciones ambientales desfavorables para su crecimiento, como la falta de suficientes nutrientes, riego inadecuado, inundaciones, alta o baja temperatura, enfermedades o plagas (Goring, 1982; Nilsen y Orcutt, 1996; Godbold 1998), efectos que generalmente causan una deformación en la planta, que es un cambio biológico en la planta sometida a un estrés (Levitt, 1982). La deformación puede ser: elástica recuperable temporal o deformación plástica no recuperable permanente.
Existen tres tipos de respuestas de las plantas al estrés ambiental que son adaptación, tolerancia y elusión.
- Adaptación: es la resistencia permanente al estrés de la morfología y estructura, fisiológica y bioquímica en condiciones de estrés de la planta a largo plazo.
- Tolerancia: Es una reacción resistente, capaz de reducir o reparar la lesión con la morfología y con la estructura, con la fisiología y bioquímica en situaciones de estrés.
- Elusión: es una manera de evitar enfrentarse con el estrés sin ningún proceso metabólico o energía.
A menudo la acción del estrés se combina, hay factores de estrés, definidos que son: primario, secundario o incluso terciario, por ejemplo, un factor primario puede ser alta temperatura, que causa un estrés secundario que es la deficiencia de agua ocasionando un factor terciario que es la deficiencia de un mineral. Otro ejemplo, una inundación causa una anoxia lo que con lleva a una deficiencia mineral.
Estrés por baja temperatura
Los principales efectos del frio extremo, es la alteración de la estructura de las membranas celulares, que tiene dos fases: la fase cristalina liquida, que es una fase típica en las membranas biológicas, los lípidos tienen bajo movimiento lateral y cinético y contienen proteínas de membrana, la baja temperatura genera un cambio de fase pasando de fase cristalina liquida a un fase de gel donde los lípidos de la membrana tienen menos energía cinética y menor movimiento lateral que en la fase cristalina liquida.
Las plantas de las hojas dañadas por frío muestran inhibición de la fotosíntesis, reducción del transporte de carbohidratos, menor intensidad de respiración, inhibición de la síntesis de proteínas y aumento de la degradación de las proteínas existentes. Todas estas respuestas parecen de un mecanismo primario común que implica la alteración funcional de la membrana durante el enfriamiento.
¿Por qué las membranas se ven afectadas por el frio?
Las membranas vegetales están formadas por una bicapa lipídica en las se encuentran embebidas proteínas y esteroles. Las propiedades físicas de los lípidos influyen notablemente en las actividades de las proteínas integrales de membrana, incluidas las H+ – ATPAsas, que son las proteínas transportadoras y formadoras de canales que regulan el transporte de iones y otros solutos.
A bajas temperaturas, los estomas permanecen abiertos a pesar de la reducción del suministro de agua, la planta sigue perdiendo agua a través de la transpiración y se deshidrata, hay una reducida absorción radicular y transporte de agua dentro de la planta.
Estrés por alta temperatura
La mayoría de las plantas que son sometidas a un estrés por alta temperatura presentan lesiones por calor, que es un daño a la planta por temperaturas superiores a 35°C. Estos daños pueden ser indirectos generando inanición, envenenamiento, deficiencia de biotinas o daño de los ácidos nucleicos y proteínas, o pueden ser daños directos generando licuefacción de lípidos o desnaturalización de las proteínas.
- Inanición. Consiste en la descomposición de la planta debido a la falta de sustratos para el proceso de respiración.
- Deficiencia de biotinas. El aumento de los radicales libres y la disminución de la síntesis endógena, debido a la inanición, provoca la deficiencia de vitaminas y otras moléculas importantes.
- Envenenamiento. Sustancias tóxicas como el etanol, acetaldehído y radicales libres causan daño químico a la célula vegetal.
- Daño de los ácidos nucleicos y proteínas. La célula, debido al envenenamiento y la deficiencia de biotina, no puede reparar el ADN o evitar el daño de las proteínas y ácidos nucleicos.
- Desnaturalización de las proteínas. La interrupción de los enlaces de hidrógeno e interacciones hidrofóbicas no polares conducen a la actividad de los sistemas de enzimas. La mayoría de las proteínas biológicas pierden su función biológica cuando han sido desnaturalizadas.
Respuesta de la planta al estrés por alta temperatura:
- Alta estabilidad de la proteína bajo estrés por calor. Las proteínas estables a altas temperaturas tienen muchos puentes S-S.
- Alto contenido de ácido graso saturado. La membrana celular de los organismos que han desarrollado resistencia al calor son ricos en ácidos grasos saturados, debido a estos son más resistentes a la licuefacción de lípidos.
- Los altos contenidos de ácidos orgánicos. Disminuye la posibilidad de producir radicales libres.
- Síntesis de proteínas de choque térmico. Responden a altas temperatura, son responsables del plegamiento de proteínas, montaje, traslocación y degradación de procesos celulares normales, son los encargados de restablecer las proteínas normales y la homeostasis celular.
Estrés hídrico por sequía
La mejor condición para el crecimiento vegetal es cuando el suelo tiene el 50% de sus poros en agua y el otro 50% de sus poros en aire, lo que con lleva a un óptimo desarrollo de raíces.
La sequía puede llevar a la membrana celular a ser comprimida debido a la reducción del área de superficie. El contenido de agua de la planta disminuye, se contraen las células y las paredes celulares. Los solutos en el citoplasma se concentran y también los radicales libres aumentan los efectos nocivos, el área foliar disminuye. Las plantas con estrés aumentan la producción de ABA en respuesta a la disminución del potencial osmótico. El ABA estimula el cierre de los estomas y se acumula en los cloroplastos del mesofilo. La acumulación del ABA depende del pH de los estomas y las células del citosol y de la baja acidez del ABA.
Turgencia y crecimiento celular
La expansión celular es dependiente de la turgencia y extremadamente sensible al déficit de agua, los picos de crecimiento celular se presentan en la noche, cuando la turgencia es superior, por tanto la expansión de las hojas se rige en gran parte por la expansión de las células y los cambios son lentos para revertirse cuando regresan a condiciones óptimas.
Cuando la disponibilidad de agua es normal, la savia del xilema ácido, facilita la absorción de la forma no disociada del ABA por las células del mesofilo (ABAH), y en condiciones de sequía, la savia de los xilemas se torna ligeramente alcalina promoviendo la transición a una forma disociada de ABA-. Debido a que el ABA no pasa a través de la membrana celular de las células del mesofilo, aumenta su concentración en el apoplasto y estimula el cierre de los estomas.
Estrés por inundación
El suministro inadecuado de oxigeno, carbono y luz a los tejidos sumergidos, reduce la respiración radicular generando anoxia y un cambio en la estructura de la membrana y perdida de las actividades de oxidación y la fosforilación de las mitocondrias.
La actividad metabólica y la producción de ATP se disminuye ya que la falta de oxigeno en la raíz desencadena un cambio dramático en la planta en términos de almacenamiento de energía. En condiciones normales una molécula de glucosa produce 38 ATP, mientras que en condiciones de anoxia solamente puede llegar a producir 2 ATP
Estrés por radiación lumínica
La luz del sol que nos llega es la frecuencia total de la radiación electromagnética que se filtra a través de la atmósfera. La radiación fotosintéticamente activa está entre 400 y 700 nm que es el 41% de la radiación total.
Los rayos UV-B son parte de la radiación ultravioleta (280 a 315 nm), que determinan los daños en las plantas debido a la capa de ozono. Esta capa impide que las longitudes de la onda UV-B ingresen a la tierra.
El estrés por radiación lumínica produce cambios generales en la planta; cambios en la morfología, fenología, acumulación de biomasa y en el DNA, todo lo cual afecta el desarrollo vegetal debido a una baja asimilación del carbono por la planta.
Estrés salino
La salinidad en el suelo se determina por el contenido de carbonato de sodio, carbonato de magnesio, cloruro de sodio y cloruro de potasio. Los factores que determinan la salinidad son: riego, fertilización, pedogénesis y efectos del mar.
El estrés salino ocasiona efecto toxico de Na, interrupción del equilibrio ionio, turgencia disminuida, inhibición de la división y de la expansión celular y reducción del crecimiento.
Los daños que se pueden generar por estrés salino son: cambios en la estructura del suelo, disminución de la disponibilidad de nutrientes y actividad microbiana, floculación de partículas, sequia fisiológica en la planta y toxicidad por los iones Na y Cl; la respuesta de la planta al estrés salino es tolerancia, producción orgánica de solutos, desintoxicación y activación del canal iónico.
Globafol frente a los diferentes tipos de estrés
GLOBAFOL es un anti-estresante, transportador y activador del crecimiento de las plantas, obtenido a partir de materia orgánica y extractos vegetales seleccionados, y compuesto de aminoácidos, betaínas, factores de crecimiento y vitaminas.
Las betaínas son compuestos que actúan como osmolítos orgánicos, los cuales protegen activamente contra el estrés osmótico, sequía, salinidad y elevadas temperaturas. La acumulación intracelular de estos compuestos favorece la retención de agua de las células, protegiéndolas de la deshidratación.
Las vitaminas y factores de crecimiento tienen una función antioxidante dentro de la membrana celular que protege el fotosistema II de la planta. Además, posee osmolitos orgánicos que protegen activamente contra diferentes tipos de estrés: salinidad, altas temperaturas y sequía.
Los aminoácidos como alanina, glicina, valina, cisteína están involucrados en funciones estructurales, metabólicas (enzimáticas) y de transporte que ayudan a mantener la reserva de aminoácidos dentro de la planta. Además tienen un efecto positivo en la fertilidad del polen y la longitud del tubo polínico. Involucrado en la formación de tejidos y en síntesis de clorofila, incrementa la actividad fotosintética, y gracias al papel “agente quelatante natural”, actúa directamente en la permeabilidad de la membrana celular.
La isoleucina, tirocina y arginina aseguran la prevención y recuperación óptima de funciones metabólicas principales. Cuando estas funciones están comprometidas, ayudan a una rápida recuperación del crecimiento de la planta.
Las condiciones de estrés tienen efecto negativo en el metabolismo de la planta y esto reduce la calidad y la productividad. Cuando el GLOBAFOL es aplicado antes, durante y después de un evento estresante, el uso de aminoácidos específicos en el producto asegura una prevención óptima y la recuperación de las funciones metabólicas principales. Adicionalmente, cuando estas funciones están comprometidas, contribuye a una recuperación del crecimiento de la planta.
GLOBAFOL funciona como carrier de moléculas y macronutrientes dentro del tejido de la planta, se facilita cuando estos procesos se asocian a las proteínas (carrier) o a unos aminoácidos específicos como la glicina y el ácido glutámico gracias a su papel de agente quelatante natural. Estos actúan directamente en la permeabilidad de la membrana celular. GLOBAFOL puede usarse con éxito en mezcla con fungicidas, insecticidas, herbicidas, fertilizantes y hormonas siempre efectuando una prueba de fitotoxicidad antes de la aplicación general.
