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Caracterización preliminar de especies leguminosas arbóreas comunes en cafetales: una preparación para el cambio climático 24 May 2012 Wilson Espinales,

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Presentación del tema: "Caracterización preliminar de especies leguminosas arbóreas comunes en cafetales: una preparación para el cambio climático 24 May 2012 Wilson Espinales,"— Transcripción de la presentación:

1 Caracterización preliminar de especies leguminosas arbóreas comunes en cafetales: una preparación para el cambio climático 24 May 2012 Wilson Espinales, UCATSE Harvin Centeno, UCATSE Pablo Siles, Bioversity International Alcides Montoya, UCATSE Flavia Andino, UCATSE Willian Ortiz, UCATSE

2 2 de 36 Los SAF albergan una amplia gama de especies arbóreas, géneros como Albizia, Inga, Leucaena, Erythrina y Gliricidia son usados comúnmente Los géneros Inga y Erythrina son de especial importancia ya que son ampliamente usados como sombra en sistemas perennes (cacao, café) Introducción ObjetivosPreguntas Materiales Métodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Introducción

3 3 de 36 Inga y Erythrina especies de sucesión temprana secundaria (rápido crecimiento y demandantes de luz) Sin embargo presentes en sistemas multi-estrato bajo la sombra de otras especies Sistemas multi-estratos son comúnmente citados como una estrategia contra el cambio climático especialmente en sistemas con café Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Introducción

4 4 de 36 También mucha de la renovación de la sombra se da en plantaciones ya establecidas donde café y otras especies están sobre las leguminosas Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Introducción

5 5 de 36 Preguntas de investigaciónIntroducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la sombra en el intercambio gaseoso y crecimiento de especies leguminosas arboreas (Inga oerstediana, I. vera, I. jinicuil, I. punctata y Erythrina poeppigiana) comúnmente usadas en sistemas agroforestales en Mesoamérica. Como la sombra artificial afecta los parámetros fotosintéticos de las especies Inga oerstediana, I. vera, I. jinicuil, I. punctata y Erythrina poeppigiana? Son las tasas diurnas de fotosíntesis modificadas por los tratamientos de luminosidad? Existe un efecto de la aclimatación en estos patrones diurnos o es un efecto solamente de la cantidad de radiación solar? Son las rasgos de la hoja (Área especifica de la hoja, ) modificados por la sombra y relacionados con los parámetros fotosintéticos de las especies Inga oerstediana, I. vera, I. jinicuil, I. punctata y Erythrina poeppigiana? 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas

6 6 de 36 Materiales & Metodos Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas El ensayo fue establecido en la Universidad Católica Agropecuaria del Trópico Seco (13º 03Norte y 86º 17 Oeste) en Julio de 2011 en contenedores de suelo de 15 L Cinco especies fueron seleccionadas de acuerdo a su frecuencia en sistemas agroforestales con café en CA Inga oerstediana, I. vera, I. punctata son las especies mas comunes en CA al menos en Honduras y Nicaragua Erythrina poeppigiana es la especies mas común en CR I. jinicuil fue anteriormente la especie preferida por los productores, pero el aprecio por los frutos de trabajadores en fincas causa caída de frutos de café, pero además susceptible a escoba de bruja La semilla de estas especies fue colectada en Matagalpa y Jinotega en sistemas con café, excepto por I. juinicuil donde la semilla fue comprada de frutos en el mercado de Jinotega.

7 7 de 36 Materiales & Metodos: Especies Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos ResultadosEsperados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Inga oerstediana Inga vera Inga punctata

8 8 de 36 Materiales & Metodos: Especies Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos ResultadosEsperados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Erythrina poeppigianaInga jinicuil

9 9 de 36 Materiales & Metodos: Especies Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Erythrina poeppigianaInga punctata Inga oerstediana Inga veraInga jinicuil

10 10 de 36 Materiales & Metodos: Tratamientos Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 100% Radiación del pleno sol 40% Radiación del pleno sol 10% Radiación del pleno sol 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas

11 11 de 36 Materiales & Métodos: fotosíntesis Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados Mediciones de intercambio gaseoso diciembre 2011 Tres individuos por especie por nivel de sombra, intercambio de gases medido con LI-6400, Li-Cor, Lincoln, NE Curva de respuesta al CO 2 (A-Ci ) (Ca = mol mol -1 CO 2 ) Curva de respuesta a radiación (A- PPFD ) (PPFD = , 800, 600, 400, 300, 200, 100, 50 and 0 mol m -2 s -1 ) 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas

12 Materiales & Metodos: crecimiento Mediciones cada dos semanas de: 24, Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos ResultadosEsperados Altura Numero de hojas Diametro

13 13 de 36 Materiales & Métodos: biomasa Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados Mediciones de biomasa a los 125 días después de establecidas en los niveles de sombra Biomasa de hojas, tallos y raíces después secado al 68oC por 72 horas El área foliar fue estimada por fotografías digitales y analizadas con ImageJ 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas

14 14 de 36 Materiales & Métodos: análisis de datos Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados Tres tipos de bases de datos se colectaron en este estudio Fotosíntesis: parámetros de Vcmax, Jmax y Rd se derivaran de las curvas de respuesta A-Ci y se analizaran por medio de ANOVA Biomasa (raíces, hojas, tallos): se analizaran por medio de ANOVA Crecimiento (diámetro, altura): que se analizaran por medio de ANOVA repetidas en el tiempo 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas

15 15 de 36 Materiales & Métodos: Vcmax, Jmax, Rd Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados Los parámetros Vcmax, Jmax y Rd se derivaran según el modelo bioquímico de fotosíntesis desarrollado por Farquhar et al Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Farquhar et al 1980 Sharkey et al 2007

16 16 de 36 Materiales & Métodos: Vcmax, Jmax, Rd Introducción Objetivos Preguntas MaterialesMétodos ResultadosEsperados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Parametros dependientes de la temperatura 25 o Cc Ha (kJ mol -1 ) Parameter used for fitting K c ( mol m -2 s -1 ) K o ( mol m -2 s -1 ) * ( mol m -2 s -1 ) Used for normalizing Vcmax ( mol m -2 s -1 ) Jmax ( mol m -2 s -1 ) Rd ( mol m -2 s -1 ) Bernachi et al 2001

17 17 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso Claramente existe cierta aclimatación de la capacidad fotosintética de las hojas, la fotosíntesis no es influenciada solamente por la cantidad de la luz sino por la aclimatación al ambiente donde esta se desarrollo

18 18 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso En general menor Vcmax en mayor sombra: menor capacidad de carboxilacion de la RUBISCO

19 19 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso En general menor Jmax en mayor sombra: menor capacidad de transporte de electrones

20 20 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso En pleno sol mayor Vcmax, Jmax pero a costa de una mayor Rd, es caro energéticamente tener mayor capacidad fotosintética

21 21 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso Cursos diurnos de fotosíntesis muestran mayor tasa instantánea en pleno sol; pero no todas las especies se comportan igual, I. juinicuil con buen desempeño en 40%

22 22 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso La conductancia estomática parece ser mayor en pleno sol pero mas variable entre especies que la fotosíntesis, I. juinicuil con desempeño similar en 100% y 40%

23 23 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso La eficiencia de utilización de agua (EUA) instantánea, en general muestra ser mayor en pleno sol, plantas en pleno sol son mas eficientes en el uso de agua!!!!!!! Pero como siempre no todas las especies I. juinicuil muestra igual EUA en 40% y 100%

24 24 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso Día más nublado pero baja HR

25 25 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso La EUA depende de las condiciones ambientales también de la especies Días mas nublados menor EUA I. juinicuil mas eficiente en sombra, o al menos en sombra intermedia Día más nublado pero baja HR

26 26 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso La EUA depende de las condiciones ambientales también de la especies Días mas nublados menor EUA I. juinicuil mas eficiente en sombra, o al menos en sombra intermedia Día más nublado pero baja HR

27 27 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: intercambio gaseoso Plantas en su ambiente de aclimatacion Plantas en su ambiente de aclimatacion Cuando plantas aclimatadas en 10% fueron transferidas a 100% y plantas aclimatadas en 100% fueron Transferidas a 10%, vemos mas claro el efecto de aclimatación, las plantas se desempeñaron mejor en El ambiente que había crecido, pero aun así EUA fue mejor en plenos sol

28 28 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: crecimiento y partición de biomasa La reduccion en altura y diametro segun la radiacion no es lineal, tampoco es igual entre especies

29 29 de 36 Introducción ObjetivosPreguntas MaterialesMétodos Resultados 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas Resultados: crecimiento y partición de biomasa La reduccion en area foliar y biomasa segun la radiacion no es lineal, tampoco es igual entre especies, cuales son los mecamismos de esto???? Realmente esa es otra historia!!!!! Al menos 10 filminas mas

30 30 de 36 Conclusiones El mayor crecimiento se presento en el nivel de luz al 100 %, así mismo también a 40 % presento mayor crecimiento comparado con 10 % pero no vario mucho con respecto a 100 % principalmente las especies de Erythrina poeppigiana e inga vera por lo cual recomendamos este nivel de 40 % de luz al querer introducir estas especies en sistemas agroforestales bajo sombra. Inga oerstediana e inga jinicuil tienen buen comportamiento a 40 % de sombra y estas son generalmente las preferida por el productor para utilizarlas en sistemas agroforestales en café. 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas

31 31 de 36 Agradecimientos Agradecemos al Proyecto: Banano en cafetales bajo sombra financiado por GIZ y manejado por Bioversity International (http://bananas.bioversityinternational.org/)http://bananas.bioversityinternational.org/ Especialmente el tercer autor agradece a Charles Staver por las ideas y discusiones que se generan en campo y que realmente han impulsado este trabajo. A UCATSE por bridar las condiciones y equipos para realizar mediciones de crecimiento que se llevaron a cabo en la investigación. Agradecemos muy especialmente a FUNICA el cual nos apoyo económicamente para realizar esta investigación. 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas

32 32 de 36 Muchas Gracias! Merci beaucoup! Thanks very much! Harvin Martin Centeno Velasquez Wilson Ricardo Cabezas Espinales 24 Mayo, 2012 Wilson Espinales, Harvin Centeno Comportamiento fisiológico de cinco especies leguminosas


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