Por: Melchor Roa
Soporte Técnico Innovak Global
El objetivo de este espacio es compartir con usted lector, algunos conceptos básicos de estrés abordado desde el punto de vista radicular.
Homeostasis y estrés
Las plantas y todos los organismos deben hacer frente a las fluctuaciones del ambiente, usando mecanismos fisiológicos internos que favorezcan su éxito. Los mecanismos, por ejemplo, pueden aumentar o disminuir un proceso metabólico y, como consecuencia, modificar la estructura o la función fisiológica del organismo. Esta modificación puede ocurrir por unos instantes o por un largo periodo dependiendo de la fluctuación. En el caso de las plantas podemos ejemplificar la apertura y cierre estomático, la floración o el aborto floral. En pocas palabras, las fluctuaciones del ambiente desencadenan una respuesta de la planta para hacerle frente.
La variabilidad de estas respuestas y mecanismos que ocurren en las plantas para mantenerse en una condición normo-funcional se conoce como homeostasis. La homeostasis es la condición en que la planta está realizando sus funciones fisiológicas adecuadamente. Si por alguna razón la planta sale de esta condición, se considera que esta en estrés.
Fig. 1.- Relación homeostasis – estrés.
Es muy importante considerar que el tiempo que la planta o el cultivo se encuentre en estado de estrés es inversamente proporcional al rendimiento. A mayor tiempo en estrés, menor rendimiento. Lo anterior se debe a dos situaciones; primero, el estrés genera daño y; segundo, los mecanismos reparadores involucran gasto. El gasto conlleva a invertir energía para reparar el daño y no para generar biomasa nueva. En resumen, el estrés le cobra la factura al rendimiento.
El efecto de las presiones de estrés puede verse reflejado en forma anatómica en la planta, tanto en el fruto o la flor, como en las hojas o los tallos. Los podemos ver e identificar, pero ¿qué ocurre cuando hay eventos de estrés en la raíz?
Estrés radicular
En el momento de la germinación, podemos decir que la raíz es el primer órgano que tiene contacto con el medio y, en consecuencia, puede estar en una condición de homeostasis o estrés. Bajo la primera situación la raíz se desarrollará adecuadamente generando suficiente biomasa radicular que beneficiará la exploración y la toma de nutrientes. Esto desde luego será un buen inicio para en un futuro tener un cultivo con buena producción. Sin embargo, desde un inicio o durante el desarrollo del cultivo se pueden presentar factores que afecten la raíz y le generen estrés, y como resultado afectar el rendimiento, citemos algunos ejemplos.
Estrés por compactación. La raíz es sensible a la resistencia del suelo y esto tiene efecto en su crecimiento y exploración. Si el suelo esta compactado, la raíz gastará energía para abrirse paso. En este proceso, la punta radicular se engrosa y genera un callo que deja de absorber y además produce etileno. Lo anterior involucra gasto energético y lo veremos reflejado como una deficiencia foliar de nutriente, o plantas con un menor desarrollo. Es importante evaluar la resistencia a la penetración, descompactar el suelo y revisar raíces para evitar esta presión.
Estrés por salinidad. La absorción de agua y nutrientes involucra gasto energético, sin embargo, este puede ser mayor si las concentraciones de sales son más altas de las que requiere el cultivo. Una alta conductividad eléctrica estresa la raíz, daña las paredes y membranas celulares, disminuye la vida de pelos absorbentes y acelera la senescencia radicular. Absorber agua en una condición de mayor salinidad desencadena mecanismos energéticos más costosos no solo para absorberla, sino también para retener la que se encuentra ya en las raíces. Cada cultivo tiene un conductividad eléctrica que hay que monitorear y tratar de mantenerla lo más adecuadamente posible de tal manera que se favorezcan los mecanismos de difusión y osmosis que ocurren normalmente en el estado homeostático.
Estrés Hídrico. Esta condición es la más conocida y común, en la cual ocurren muchas de las modificaciones fisiológicas y morfológicas en la planta. El déficit hídrico afecta prácticamente todas las funciones de la planta, involucra daño y alto gasto energético durante el evento de estrés, además de un gasto energético costoso en el proceso de recuperación.
La asfixia radicular. Esta condición por anegamiento es también un factor estresante para los cultivos. De hecho, la mayoría de los cultivos se encuentran fluctuando entre un déficit o exceso de agua. Esto conlleva a que la planta se encuentre en un constante estado de respuestas de gasto energético estando solo breves momentos en homeostasis.
Estrés por cambios de pH. El pH del suelo juega un importante papel en el proceso de producción; considero que es el factor más importante en un suelo o sustrato. El pH tiene efectos directos en la raíz y es consecuencia de muchos procesos metabólicos a nivel radicular, como por ejemplo la exudación, la microbiología del suelo, el intercambio catiónico, la actividad radicular, la senescencia radicular, arquitectura radicular y desde luego en el proceso de nutrición. Si la raíz no está en un ambiente donde el pH es el adecuado, la planta tendrá que implementar mecanismos para favorecer sus procesos radiculares. Esto involucra un mayor gasto metabólico para ajustar el pH en el rango homeostático que permita mantener las funciones radiculares. Por ejemplo, a un pH de 7 hay nutrientes disponibles si estos están cerca de los puntos de absorción radicular, pero no está el pH adecuado para que ese nutriente sea internalizado: no habrá nutrición. La raíz tendrá que favorecer la salida de protones que favorezcan una disminución en el pH y así abrir los sistemas de transporte del nutriente en cuestión. La modificación del pH involucra gasto energético, y si el pH está muy por encima o muy por debajo del adecuado para el cultivo, el gasto energético será mayor.
Estrés por Temperatura. Este es un fenómeno poco estudiado ya que los efectos de la temperatura son evidentes en la parte aérea. Sin embargo, las bajas y altas temperaturas tienen efectos sobre la raíz. Las bajas temperaturas en la zona radicular provocan una menor síntesis de auxina, inhibición de la división celular y, como consecuencia, un detenimiento del crecimiento radicular, baja nutrición y actividad metabólica. Por otro lado, a mayores temperaturas, mayor demanda de agua, desbalances de nutrientes, menor oxígeno disuelto, y mayor CO2 en la zona radicular, lo que por largo periodo genera producción etileno y como resultado un gasto energético.
Identificar los factores que son inductores de estrés de forma oportuna y realizar prácticas de manejo enfocadas en prevenirlos son las mejores alternativas que permiten aminorar los efectos negativos en el rendimiento. Revisar constantemente raíces, conocerlas, definir su arquitectura, color y periodo de vida es información simple, pero de mucho valor que favorecerá en su manejo y tendrá efecto en un mayor rendimiento.
