ECOFISIOLOGIA VEGETAL

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1 ECOFISIOLOGIA VEGETAL
El crecimiento de un planta depende de: a) Factores internos: tipo, edad, tamaño b) Factores externos: b1) Ambientales: luz, temperatura, lluvia, humedad relativa, vientos, nivel de CO2. b2) Edáficos: agua, suelo, nutrientes, pH LUIS ROSSI

2 FACTORES INTERNOS DE LAS PLANTAS
El crecimiento de una planta depende de factores internos: TIPO DE PLANTA: a)Según su estructura: Hortalizas Plantas herbáceas o siempreverdes: árboles frutales Plantas leñosas ó caducifolias : árboles frutales b)Según su adaptación hídrica: Plantas hidrófitas Plantas mesófitas Plantas xerófitas LUIS ROSSI

3 FACTORES INTERNOS DE LAS PLANTAS PLANTAS HIDROFITAS - ACUATICAS FLOTANTES O ACUATICAS LIBRES
Repollito de agua Pistia stratiotes Eichhornia crassipes Lentejas de agua Lemnaceae LUIS ROSSI

4 PLANTAS XEROFITAS Agave Aloe LUIS ROSSI

5 PLANTAS XEROFITAS Cladodios de Opuntia con sus frutos
LUIS ROSSI

6 EDAD DE LA PLANTA La >ría de las plantas herbácesas son anuales o bianuales en cambio las leñosas tienen un tiempo de vida más prolongado pudiendo vivir más de 100 años. Muchas plantas requieren determinado número de años para volverse productivas (cítricos) A > edad de la planta, las plantas se vuelven más vulnerable al ataque de plagas. La poda de las ramas es una forma de rejuvenecimiento de las plantas, ya que al cortarlas se estimula producción de hormonas que inducen nuevos brotes. La propagación de las plantas por estacas se recomienda que estas sean preferentemente de un año de edad. LUIS ROSSI

7 FACTORES EXTERNOS LUZ La luz para las plantas tiene un doble papel:
a) Como fuente de energía: fotosíntesis. b) Como señal informacional Ambos aspectos contituyen el factor más crucial en la ecología de la planta. LUIS ROSSI

8 LUZ Los procesos ecológicos más importante en los cuales las señales luminosas participan son : 1. Germinación 2. Etiolación y desetiolación de las plántulas. 3. Rápida percepción para evitar la sombra. 4. Aclimatación fotosintética de las plantas de sombra y de alta irradiación. 5. Inducción floral y de la tasa de floración. 6. Inducción de yemas en dormancia. 7. Tuberización 8. Orientaciones trópicas. LUIS ROSSI

9 LUZ 1. Germinación LUIS ROSSI

10 LUZ 2. Etiolación y desetiolación de las plántulas. LUIS ROSSI

11 LUZ Del total de radiación solar que llega a las hojas, sólo una fracción comprendida entre 400 y 700 nm constituye lo que se conoce como Radiación Fotosintéticamente Util ó PAR (Phothosinthetic Active Radiation), la que al incidir sobre las hojas dependerá de los siguientes parámetros: LUIS ROSSI

12 PARAMETROS DE LA LUZ Luz reflejada:
15 al 50% luz incidente ( > parte región verde) presencia de pelos (aumentan) superficies mates o lustrosas Luz absorbida : Pigmentos :clorofilas (región azul y roja) carotenoides(región azul). Hojas más gruesas : Mayor % Luz Transmitida: Lo inverso a la luz absorbida Hojas más gruesas : Menor % LUIS ROSSI

13 PARAMETROS DE LA LUZ Intensidad: Varía unas 100, 000 veces desde la copa de los árboles hasta el suelo del bosque húmedo tropical. Calidad: Viene dada por la longitud de onda(energía) y la frecuencia de la luz incidente. Duración: Períodos más largos (verano): > Fotosíntesis. LUIS ROSSI

14 Se produce un  de la fotosíntesis por un  de la T que influye sobre la actividad de las enzimas de la fase oscura, hasta ciertos límites. TEMPERATURA . La T óptima para las plantas se encuentra entre los 10 a oC. . Las plantas varían ampliamente en su respuesta fotosintética a la T. LUIS ROSSI

15 LLUVIA Permite proporcionar agua en forma natural para las plantas y la precipitacion anual varía unas 500 veces de 10 a 5000mm /año desde los desiertos a los bosques húmedo tropicales. Es uno de los factores climáticos más importantes que influyen sobre la erosión del suelo de cultivo El volumen y la velocidad de la escorrentía dependen de la intensidad, la duración y la frecuenciade la lluvia. De estos factores, la intensidad es el más importante y las pérdidas por la erosión aumentan con la intensidades más altas de las lluvias. LUIS ROSSI

16 HUMEDAD RELATIVA Determina el % de agua en el ambiente y si es muy elevada en condiciones de baja T, va a afectar la apertura de los estomas, lo que limita el intercambio gaseoso. El límite de sequedad del aire para la fotosíntesis neta se encuentra alrededor del 70% de la H.R. , en los líquenes 80% y a 90% para los musgos. LUIS ROSSI

17 LOS VIENTOS Los vientos en relación con la T influyen en la tasa de intercambio de gases. En general el viento causa un  en la transpiración. Si la masa de aire que se mueve sobre una hoja está cargada de humedad, la transpiración  pero si es aire seco . Asimismo el viento tiene un efecto refrigerante en la superficie foliar, si la hoja está más caliente que la masa de aire que pasa sobre ella, la hoja de enfría. LUIS ROSSI

18 CONCENTRACION DE CO2 La [CO2 ] en el aire es pequeña 0.03% en volumen.
Durante el día se dan 2 procesos simultáneos la fotosíntesis y respiración lo que conlleva a establecer la siguiente ecuación: Pn = Pb - ( Rm + Pr ) La fijación de CO2 en condiciones normales difiere entre las plantas C3 (alto Pr y < Pn ó C.P.) y C4 ( baja Pr y > Pn ó CP.). Al aumentar la [CO2]: aumenta la Fotosíntesis. La fertilización de CO2 es pronunciada en plantas cuando hay aportes de nutrientes, luz y agua. El CO2 difunde a la atmósfera a la planta a través de los estomas, el gas alcanza a los cloroplastos donde tiene lugar la fotosíntesis. LUIS ROSSI

19 CONCENTRACION DE CO2 Cuando los nutrientes, agua y luz son bajos, muchas plantas tienen un pequeño efecto en la fertilización de CO2. Una manera de incrementar la [CO2] estimulando la tasa de fotosíntesis y por lo tanto el crecimiento de la planta, es evitando la pérdida de agua. Normalmente la entrada de CO2 implica un costo para la planta . Por cada molécula de CO2 que entra en el estoma , entre 100 y 400 moléculas de H2O son perdidas. En una atmósfera rica en CO2 (0,1 a 0,2%, una gradiente de CO2 existirá entre el exterior y el interior de las hojas. Las [ ] superiores a 0,3% son tóxicas para los cultivos. Una reducción de la abertura de los estomas, disminuye la pérdida de agua y las plantas requeriran menos agua para crecer el mismo tamaño. LUIS ROSSI

20 Medio físico complejo y variado que permite el crecimiento de la planta.
Las características de los suelos dependen de los  s procesos de formación que los han originado y de la > ó < intensidad en la acción de los agentes pedagenéticos: material madre, clima, vegetación, edad y topografía. EL SUELO LUIS ROSSI

21 PROPIEDADES DE LOS SUELOS
i. Color del suelo superficial. ii. Textura iii. Estructura. iv. Profundidad efectiva. v. Pedregosidad. vi. Permeabilidad. vii. Drenaje. viii. Pendiente. ix. Ph. x. Salinidad. xi. Contenido de Materia Orgánica y Elementos Nutritivos. LUIS ROSSI

22 COLOR DEL SUELO a. La intensidad de la coloración oscura del suelo está relacionada con la cantidad de materia orgánica que contiene. b. Propiedades del suelo relacionados con la coloración oscura o riquezas en materia orgánica: 1.- Adecuada estructura que facilita las operaciones de labranza. 2.- Estabilidad de la agregación que impide el apelmazamiento del suelo después de una lluvia o riego. 3.- El almacenamiento de la humedad del suelo. 4.- Resistencia a la erosión. 5.- Suministro de una adecuada cantidad de N y liberación mediante su descomposición de N, P, P, K, S, Ca y Mg que se hacen disponible fácilmente. LUIS ROSSI

23 TEXTURA DEL SUELO Se refiere a la proporción expresada en % de las fracciones mecánicas que constituyen un suelo. Es determinada por el tamaño y tipo de partículas sólidas que forman el suelo. Las partículas de tierra puede ser mineral y/o orgánico. En muchas suelos, la proporción mas grande de partículas son minerales : "suelos minerales." Para suelos minerales, la textura está basada en la proporción relativa de las partículas < de 2 mm en tamaño. LUIS ROSSI

24 TEXTURA DEL SUELO La textura de tierra es basada en el porcentaje de arena, limo y arcilla. Las partículas más grandes son arena, la más pequeñas son arcilla, y el limo esta entre éstas. Las clases de textura del suelo puede ser modificada si más del 15% de las partículas son orgánicas (e.g. sucio silt loam). Las partículas de tierra > que 2 mm en tamaño no son usadas para determinar la textura de tierra. Sin embargo, cuando ellas conforman más del 15% del volumen de tierra, la clase de textura es modificada (e.g. Arena gravosa). LUIS ROSSI

25 TEXTURA DEL SUELO La textura de suelo puede ser determinada separando y pesando la arena, limo y arcilla. Por ejemplo, si una muestra de 100 libras de suelo era tamizada a través de filtros y se encuentra 45 libras de arena, 35 libras de limo y 20 libras de arcilla, entonces el suelo estaría compuesto de 45% arena, 35% silt y 20% arcilla. Tal como muestra las líneas punteadas en la figura sgte., este suelo tiene una textura franca. Hay 12 texturas de tierra básicas: LUIS ROSSI

26 T E X T U R A D E L S U O LUIS ROSSI

27 TEXTURA DEL SUELO Relaciones con la productividad de los suelos. La textura influye sobre: 1.- El almacenamiento de elementos nutritivos. 2.- La permeabilidad y drenaje de los suelos. 3.- La aereción del suelo. 4.- La capacidad retentiva para la humedad del suelo. 5.- El tipo de fertilización 6.- Diseño de los sistemas de riego (longitud de surcos, pendientes de los surcos). 7.- La intensidad de la erosión por el agua y el viento. 8.- Los sistemas de conservación del agua y el suelo. 9.- Los sistemas de labranza y cultivo. 10.- El encalado. 11.- La adaptación de los cultivos. LUIS ROSSI

28 LUIS ROSSI

29 ESTRUCTURA DEL SUELO Es la agrupación de partículas de arena, limo y arcilla dentro agregados mas grandes de diversos tamaños y formas. La estructura del suelo influye sobre: 1. La porosidad y aereación del suelo, lo cual afecta el desarrollo del sistema radicular. 2. La emergencia de las plántulas. 3. La capacidad retentiva para la humedad del suelo y su movimiento, así como su grado de infiltración. 4. La resistencia del suelo a la erosión. 5. Los sistemas de labranza y cultivo. 6. Modifica los efectos de la textura. LUIS ROSSI

30 CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA
1. Tipo de estructura: CLASIFICACION DE LA ESTRUCTURA Se refiere a la forma y tamaño de los agregados o partículas secundarias. Tipos: E. laminar E. prismática E. columnar E. cúbica angular E. cúbica subangular E. granular E. migajosa LUIS ROSSI

31 PROFUNDIDAD DEL SUELO Se refiere al espesor total de todas las capas donde las raíces de las plantas pueden desarrollarse normalmente. Constituyen un impedimento a la penetración de las raíces, la presencia de un alaypan, una capa de grava cementada, el nivel freático, la roca subyacente, etc. La profundidad del suelo determina: 1. El crecimiento radicular de los cultivos. 2. La disponibilidad de elementos nutritivos. 3. La infiltración del agua en el suelo. 4. El uso de maquinaria y sistema de labranza más apropiado. 5. La factibilidad de ciertas operaciones agrícolas como la nivelación. LUIS ROSSI

32 PEDREGOSIDAD Se refiere a la > o < proporción de piedras >es de 25 cms de  presentes en el suelo. La pedregosidad del suelo : 1.- Interfiere con las operaciones de labranza y cultivo. 2.- Limita el uso de maquinaria agrícola. 3.- Limita el uso de tierra para determinados cultivos. LUIS ROSSI

33 PERMEABILIDAD 2.- Grado de absorción de la humedad del suelo.
Es un medida de la habilidad del aire y el agua para mover a través de él. De gran importancia para determinar el uso y manejo de los suelo. La permeabilidad influye sobre: 1.- La penetración de las raíces. 2.- Grado de absorción de la humedad del suelo. 3.- El drenaje interno. 4.- Lavado de nutrientes. La textura y estructura ejercen influencia sobre la permeabilidad. LUIS ROSSI

34 DRENAJE Se refiere a la rapidez y grado de remoción del agua del suelo por escurrimiento superficial y percolación. El drenaje del suelo depende de los siguientes factores: 1. La pendiente. 2. La permeabilidad. 3. La altura de la capa freática. El drenaje del suelo está relacionado con: 1. El desarrollo radicular de las plantas. 2. Aireación del suelo. 3. La disponibilidad de elementos nutritivos. 4. La profundidad efectiva del suelo. 5. La adaptación del suelo a los diferentes cultivos. 6. La capacidad de uso del suelo. LUIS ROSSI

35 PENDIENTE Es el grado de inclinación de la superficie. Se expresa normalmente en porcentaje el cual indica los metros de caída en 100 m de distancia horizontal. La pendiente del suelo influye sobre: 1. El grado de erosión de los suelos. 2. El uso de maquinaria agrícola. 3. El sistema de irrigación. 4. La capacidad retentiva para la humedad del suelo. 5. El escurrimiento superficial del agua. 6. El grado de formación del suelo. LUIS ROSSI

36 pH DEL SUELO La determinación del pH del Suelo reviste importancia debido a la relación estrecha que guarda con la presencia en el suelo de condiciones químicas que afectan el desarrollo de los cultivos. La reacción del suelo influye sobre lo siguiente: 1) Disponibilidad de elementos nutritivos. 2) Presencia de elementos tóxicos 3) Condiciones óptimas para el desarrollo de ciertas enfermedades se presentan dentro de determinado intervalo de valores de pH. 4) Actividad microorgánica del suelo. LUIS ROSSI

37 pH DEL SUELO LUIS ROSSI

38 pH DEL SUELO LUIS ROSSI

39 pH DEL SUELO LUIS ROSSI

40 SALINIDAD DEL SUELO Se refiere a la presencia en los suelos de cantidades suficientes de sales solubles como para interferir el crecimiento de las plantas de cultivo. La salinidad de un suelo se mide determinando la Conductividad Eléctrica (C.E.) del Extracto de Saturación, (milimhos/cm). Cuanto > es la CE, tanto > es la salinidad del suelo. La presencia de cantidades nocivas de sales provoca alteraciones en la normal absorción del agua por las plantas, así como trastornos en el metabolismo. A lado de estos efectos directos se encuentran otros efectos indirectos sobre las condiciones del suelo. LUIS ROSSI

41 PLANTAS DE SUELOS SALINOS Halófitas
Compensan la salinidad del suelo absorbiendo muchas sales; la [ ] salina del citoplasma supera la del suelo. hierba del salitre Frankenia chilensis Algunos disponen de glándulas especiales para la eliminación de sal como Atriplex y Tamarix, por ello durante el día se presentan cubiertos de un polvo gris formado por cristales de sal; por la noche dan impresión de verdor y de estar cubiertos de rocío porque la sal en su superficie incorpora vapor de agua atmosférico. LUIS ROSSI

42 AGUA DEL SUELO Se obtiene además de las lluvias, de los ríos y del subsuelo en donde es necesario conocer sus valores físico-químicos. VALORES : Cantidad : Volumen,frecuencia, duración, hora de riego, Calidad o Pureza: Depende de: - Conductividad eléctrica (CE) : mide la [ ] de sales solubles: Se recomienda < a 2,000 mmhos/cm. - Tasa de Adsorción de Sodio(SAR):Se recomienda< a 6 Tanto el agua como el CO2 son usados en la fotosíntesis pero allí su consumo es mínimo ( < al 1% del agua absorbida) y no es importante como factor limitante pero el agua es necesaria para mantener la humedad del citoplasma necesaria para los procesos metabólicos. LUIS ROSSI

43 AGUA DEL SUELO El balance hídrico de una planta se obtiene de la relación: Bh = Absorción de agua - Transpiración LUIS ROSSI

44 AGUA DEL SUELO El contenido de agua influye en el intercambio de CO2 debido a la turgencia que regula la abertura de los estomas. Frente a un déficit de agua los estomas primero se contraen y aumenta la resistencia a la difusión de gases. Si el déficit continúa se produce el cierre total de los estomas, si la sequía es intensa puede que no se recuperen los valores normales. El consumo de agua de agua de un campo de cultivo se conoce como EVAPOTRANSPIRACION y su valor se obtiene de la relación: Evapotranspiración : Transpiración del cultivo evaporación del suelo LUIS ROSSI

45 AGUA DEL SUELO El consumo de agua de un cultivo o evapotranspiración varía a lo largo del ciclo de vida del cultivo: LUIS ROSSI

46 DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO
Hay 4 niveles importantes de contenido de humedad de agua en el suelo que reflejan la disponibilidad de agua en el suelo: a)Saturación c)Punto de marchitez(PM) b)Capacidad de campo(CC) d)Secado a estufa LUIS ROSSI

47 DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO
El agua contenida entre el suelo saturado y la CC se denomina agua gravitacional (AG). El AG tomará varios días en drenar del suelo a sus diferentes capas y parte de ella puede ser absorbida por las plantas. La CC esta definida como el nivel de humedad en el suelo después que ha drenado el AG. El agua contenida entre la CC y el PM representa el agua disponible para la planta y corresponde a la > parte del agua capilar. LUIS ROSSI

48 DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO
El PM esta definido como el contenido de humedad donde la mayoría de las plantas no pueden ejercer una fuerza capaz de remover el agua de los pequeños poros del suelo. La mayoría de los cultivos serán permanentemente dañados si el contenido de humedad del suelo alcanza el punto de marchitez. En muchos casos, la reducción en la producción se produce mucho antes de que este punto sea alcanzado. LUIS ROSSI

49 DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO
El agua capilar contenida en el suelo por debajo del PM solo puede ser removida por evaporación. Cuando un suelo es secado a estufa, casi toda el agua es removida, por lo que el contenido de humedad por secado a estufa es usado como un indicador de referencia para medir los otros 3 contenidos de humedad en el suelo. LUIS ROSSI

50 DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO
LUIS ROSSI

51 DISPONIBILIDAD DE AGUA EN EL SUELO
LUIS ROSSI

52 TENSION DE HUMEDAD DEL SUELO (THS)
Se refiere al grado con que el agua se adhiere al suelo y es la característica más importante para el crecimiento de la planta. La THS es una presión negativa y es comúnmente expresada en unidades bars. Cuando laTHS se hace más negativa se refiere a un incremento de su valor. Por lo tanto a medida que la THS se incrementa, la cantidad de energía ejercida por la planta para remover el agua del suelo también se incrementará. Un bar de THS equivale a 1 atmósfera de presión. LUIS ROSSI

53 TENSION DE HUMEDAD DELSUELO(THS)
Un suelo saturado, tiene una THS de bars o menos, por lo que se requiere poca energía para que la planta pueda tomar el agua del suelo. A nivel de la CC la mayoría de los suelos tiene una TH entre 0.05 y 0.33bars. Los suelos arenosos tiene una tensión de CC de 0.10bars, mientras que los suelos arcillosos tendrán a la CC una tensión de 0.33 bars. A la CC es relativamente fácil para la planta remover el agua del suelo. LUIS ROSSI

54 TENSION DE HUMEDAD DEL SUELO (THS)
En el PM la máxima energía ejercida por la planta es igual a la tensión con la cual el suelo retiene el agua. Para la mayoría de los cultivos agrícolas este valor es cercano a los 15 bars de THS. En las plantas del desierto se ha medido una THS entre 50 a 60 bars. LUIS ROSSI

55 TENSION DE HUMEDAD DEL SUELO (THS)
La presencia de grandes cantidades de sales solubles en el suelo reduce la cantidad de agua disponible para las plantas. A medida que las sales se incrementan en el agua del suelo, la energía gastada por la planta para extraer el agua también se incrementará, aun cuando la THS siga siendo la misma. En resumen las sales disminuyen la disponibilidad de agua en el perfil del suelo. LUIS ROSSI

56 AGUA DEL SUELO Las plantas solo pueden extraer el agua del suelo que se encuentra en contacto con sus raíces. Para la >ía de los cultivos agrícolas, la distribución de la raíz en un suelo de profundidad uniforme se halla concentrada cerca de la superficie. Durante el curso de la estación de crecimiento, las plantas generalmente extraen más agua de la parte superior de la zona radical que de la parte inferior. LUIS ROSSI