Relaciones entre cavitación y cierre estomático en vides sometidas a déficit hídrico

La cavitación es una disfunción fisiológica que ocurre en el xilema de las plantas cuando estas están bajo déficit hídrico, y que entraña una pérdida de su conductancia hidráulica (kL), cuando algunos vasos se llenan de aire. Esto incide negativamente sobre la oferta de agua y afecta el potencial hídrico foliar (ΨL) y la hidratación de la canopia. El cierre estomático es una respuesta efectiva ante la disminución del contenido hídrico. Dependiendo de la especie vegetal, los estomas suelen cerrase para evitar la cavitación catastrófica. Una planta poco vulnerable a cavitar puede mantenerlos abiertos por más tiempo y por lo tanto seguir fotosintetizando. Por el contrario, plantas vulnerables a la cavitación deben cerrar sus estomas con anterioridad para poder evitar cavitaciones graves. En este trabajo se estudió, el ajuste estomático como mecanismo para evitar la cavitación en cuatro variedades contrastantes de vid (Grenache, Syrah, Malbec y Chardonnay). Se hipotetizó que las vides sometidas a déficit hídrico disminuyen gs para evitar sufrir cavitaciones catastróficas y que algunas variedades de vid, cuando crecen bajo restricción hídrica, se aclimatan mejor desarrollando un ajuste estomático más preciso, ó un sistema conductor menos vulnerable a cavitar, o ambas. Se diseñó un experimento aleatorizado en invernáculo donde se probaron dos situaciones hídricas edáficas (100% y 50% de FTSW). Luego de dos meses, se midieron, a lo largo del día, las variables gs, transpiración y potencial hídrico. Luego se construyeron las curvas de cavitación y se calculó la conduactancia hidráulica de la planta (kL) y el embolismo a lo largo del día. Finalmente se obtuvo la relación entre gs, kL y el embolismo. Mediante un modelo mecanístico, que se construyó teniendo en cuenta los flujos de agua y vapor, las kL y gs, y la vulnerabilidad del xilema a cavitar; se probó que gs no es la única variable responsable de frenar la embolia. Se determinó que gs y kL están íntimamente asociadas y que este acople entre ambas conductancias es lo que frena la embolia. Se concluyó que, en la vid y bajo niveles de estrés hídrico moderado, no es necesario un cierre estomático para controlar la cavitación, sino una disminución de la diferencia entre gs y kL (Δgs). Por esto, el mecanismo de control de la cavitación en la vid no conlleva un costo en términos de intercambio gaseoso. También se descubrió que bajo niveles moderados de déficit hídrico la vulnerabilidad xilemática no aumenta con respecto a las plantas que no sufren déficit, sin importar de qué variedad se trate.

Regulación de la hidratación y la turgencia foliares por mecanismos evitadores del estrés, y resistencia a déficit hídrico en vid

El transporte del agua en las plantas es impulsado por diferencias de energía libre entre el suelo y la atmósfera, y está regulado por mecanismos biológicos evitadores, como el cierre estomático. La hidratación y la turgencia foliares resultan del equilibrio entre ΨL del apoplasto, el potencial osmótico del simplasto y la elasticidad de los tejidos. Sobre esta base se conjeturó que las interacciones de los mecanismos evitadores del estrés hídrico de la planta tienen un rol clave en la definición de su resistencia a déficit hídrico. Para probar esta hipótesis se construyó un modelo mecanístico basado en las leyes del flujo de savia de Van de Honert, de difusión de Fick, de elasticidad de Hooke, la ecuación de Gardner para el flujo del agua en la rizósfera y el modelo de conductancia estomática (gs) de Buckley. Mediante el modelo se demostró teóricamente que la hidratación y la turgencia foliares dependen de la oferta de agua edáfica (representada por el potencial hídrico del suelo) y de la demanda evaporativa de la atmósfera (representada por la radiación absorbida, la temperatura del aire, la velocidad del viento y el déficit de presión de vapor de la atmósfera). También que los mecanismos evitadores del estrés hídrico -i.e., conductancia hidráulica de la planta, conductancia estomática, elasticidad del tejido y potencial osmótico a turgencia máxima- son todos necesarios para determinar la hidratación y la turgencia foliares. El modelo también demostró que la conductancia hidráulica suelo-hoja (kL) depende de la fracción de agua edáfica transpirable (FTSW) con un patrón de decaimiento sigmoide, a medida que el suelo se seca. Esto implica que las variables que dependen en parte de kL (i.e., gs, transpiración, fotosíntesis y superficie foliar) también dependen de FTSW con el mismo patrón. El modelo se probó experimentalmente a distintos niveles de humedad edáfica (desde déficit hídrico nulo, hasta severo) en cinco variedades de vid y mostró un poder predictivo superior al 90%. En todas las variedades las gs se asociaron linealmente con las kL observadas, al considerar todas las situaciones de déficit hídrico en conjunto, si bien la pendiente de estas relaciones fueron distintas en cada variedad. La contrastación experimental mostró que, en una escala de tiempo de varios meses, las variedades más evitadoras -i.e., Grenache y Cereza- mantuvieron mayor kL, ajuste osmótico y rigidez de los tejidos y una menor pendiente de la relación de gs vs. kL, que las variedades menos evitadoras -i.e., Malbec y Syrah-. La menor pendiente de la relación entre gs y kL, en las variedades más evitadoras, estuvo asociada a una mayor cantidad de estomas, en relación con la cantidad de células epidérmicas. Los variedades más evitadoras bajo déficit hídrico moderado -i.e., con una fracción de agua edáfica transpirable entre 0,6 y 0,4- tuvieron mayor superficie foliar y produjeron más biomasa, favoreciendo raíces profundas y densas, y ahorrando agua. Chardonnay mantuvo una alta hidratación y turgencia a expensas de un alto gasto de agua debido a que privilegiaba una alta kL por sobre el ajuste estomático, por lo que no podría considerarse en forma estricta como muy evitadora.

Influencia de restricciones hídricas poscosecha en el crecimiento vegetativo y reproductivo en plantaciones jóvenes de cerezo (Prunus avium L.)

En cerezos plantas con excesivo vigor son poco precoces, a menudo poco productivas y de difícil manejo en el cultivo. El exceso de vigor puede ser controlado con el uso de estrategias de riego deficitario controlado (RDC). Para contribuir a la racionalización del uso del recurso hídrico, controlar el crecimiento vegetativo vigoroso y estimular la producción precoz en plantaciones jóvenes de cerezo, se estableció un ensayo de RDC en un monte frutal comercial de la variedad Bing regado por goteo en la localidad de Agua Amarga, Mendoza, Argentina, Se evaluó la respuesta a distintos regímenes de riego poscosecha sobre parámetros de crecimiento vegetativo (crecimiento de brotes y tronco, área y peso seco foliar), reproductivo (densidad de floración, rendimiento y calidad de frutos) y estado nutricional (nutrimentos foliares y reservas de carbohidratos no estructurales). Los tratamientos de riego poscosecha fueron: riego a demanda plena (T1= Etc 100 %) y RDC reponiendo el 75 % (T2= Etc 75 %) y 50 % (T3= Etc 50 %) respecto de T1. Se midió el estado hídrico de la planta a través del potencial agua del tallo a mediodía y del suelo con sonda de capacitancia y gravimetría. En T3 disminuyó la longitud de brotes, número y longitud de entrenudos, número de hojas, área foliar y peso seco foliar, y área de tronco. En T2 disminuyó la longitud de brotes y de entrenudos. En T3 la intensidad del déficit hídrico impuesta aumentó la calidad de los ramilletes y la producción de yemas de flor, flores y frutos en el ciclo vegetativo siguiente. La calidad y madurez de frutos no fue afectada por los tratamientos de RDC, aunque en T3 aumentó levemente la proporción de frutos dobles. Luego del primer año de RDC en las plantas del T3 hubo una disminución significativa, aunque leve, del contenido de Ky P foliares y de almidón en raíces, El potencial hídrico del tallo a mediodía resultó un buen indicador del estado hídrico de las plantas. En cerezos un ajuste preciso del nivel de restricción hidrica poscosecha puede ser una estrategia de manejo para controlar el vigor y estimular la producción precoz, Al mismo tiempo se ahorran importantes cantidades de agua.

Efecto del riego deficitario controlado sobre el crecimiento vegetativo en plantaciones jóvenes de cerezo (Prunus avium L.)

En cerezo, plantas con excesivo vigor son poco precoces, poco productivas y de difícil manejo. El exceso de vigor podría ser controlado con estrategias de riego deficitario controlado (RDC). Durante dos años se realizó un ensayo de RDC en un monte frutal comercial joven y de alto vigor de cerezos Bing, plantado en suelo árido poco profundo y regado por goteo. Se evaluó la respuesta a distintos regímenes de riego sobre el crecimiento de brotes terminales y vigorosos, área y peso seco foliar, y crecimiento de tronco. Los tratamientos de riego fueron: T1 = 100%, T2 = 75% y T3 = 50% de la evapotranspiración máxima (ETc full), respectivamente. Se midió periódicamente el estado hídrico de la planta a través del potencial agua del tallo a mediodía y el estado hídrico del suelo mediante gravimetría. En T3 disminuyó la longitud de brotes, número y longitud de entrenudos, número de hojas, área foliar y peso seco foliar, y área de tronco. En T2 disminuyó la longitud de brotes y entrenudos y el área de sección de tronco. El potencial hídrico del tallo a mediodía fue un buen indicador del estado hídrico de las plantas. En cerezos, un ajuste preciso del nivel de restricción hídrica puede ser una estrategia de manejo para controlar vigor y para ahorrar importantes cantidades de agua.

Requerimiento hídrico en álamos de 6 años : Rivadavia, Mendoza (Argentina)

Durante tres años consecutivos se desarrolló el ensayo de riego en álamos de 6 años (Populus euramericana I-214), en el Departamento de Rivadavia, Mendoza, Argentina. El suelo es de textura franco-arenosa. El ensayo se estableció en cuatro bloques completos aleatorizados. El área unitaria fue de 192 m2, con un total de 20 árboles por parcela. Los Intervalos de Riego (IR) fueron 7,14 y 21 días. El número de riegos anuales fue de 21 y la evapotranspiración diaria del cultivo fue de 14.6 mm/día. Los resultados muestran que para el IR = 7 días la Evapotranspiración real (Etc) fue de 2.097 mm; para IR = 14 días fue de 1 467 mm y para IR = 21 días fue de 1 051 mm. El Coeficiente Kc de cultivo se obtuvo al relacionar la Etc con la Evapotranspiración potencial obtenida por la fórmula de Blaney y Criddle y del tanque de evaporación estándar tipo A. Los esultados fueron respectivamente: Kc = 2.95 y 2.06 para IR = 7 días; Kc = 2.07 y 1.45 para IR = 14 días y Kc = 1.47 y 1.05 para IR = 21 días. Del análisis estadístico del volumen de madera producido se concluye que el IR de 7 días fue el mejor para álamos de seis años.

La vitivinicultura

El proyecto propone estudiar el efecto del estrés hídrico sobre distintos aspectos fisiológicos de la vid. El estudio se desarrollará en tres objetivos principales: 1) Fisiología comparada de tres variedades criollas (Cereza, Criolla Grande, Pedro Giménez) y tres europeas ( Cabernet sauvignon, Malbec y Chardonnay) bajo condiciones de campo; 2) Evaluación a nivel local de la técnica de secado parcial de raíces (PRD) y 3) Relación entre el estrés hídrico, la concentración de ABA y la síntesis de polifenoles en uvas tintas. En todos los objetivos se determinarán parámetros de crecimiento ( long. de brotes, área foliar, peso de frutos, peso de poda) y aspectos relacionados con el estado hídrico (potencial agua, osmótico, conductancia estomática, eficiencia de uso de agua (EUA). En el último objetivo se efectuarán además determinaciones de contenido de ABA y perfil de polifenoles. En cada uno de ellos se pretende obtener explicación respecto a los mecanismos fisiológicos implicados en cada caso.

Requerimiento hídrico en álamos de siete años de edad : Rivadavia, Mendoza, Argentina

Durante tres años consecutivos se desarrolló el ensayo de riego en álamos de siete años (Populus x canadensis I-214) en el Departamento de Rivadavia, Mendoza, Argentina. El suelo es de textura franco-arenosa. El ensayo se estableció en cuatro bloques completos aleatorizados. La parcela unitaria fue de 192 m², con un total de 20 árboles. Los Intervalos de Riego (IR) utilizados fueron 7-14-21 días. Los resultados muestran que para el IR = 7 días la Evapotranspiración real (Etc) fue de 2.215 mm; para IR = 14 días de 1.372 mm y para IR = 21 días de 1.038 mm. El número de riegos anuales para IR = 7 días fue de 22 y la Evapotranspiración diaria del cultivo fue de 14,9 mm/día. El Coeficiente de cultivo (Kc) se obtuvo de relacionar la Etc con la Evapotranspiración potencial obtenida por la fórmula de Blaney y Criddle y por el tanque de evaporación estándar tipo A. Los resultados fueron respectivamente: Kc = 3 y 2,41 para IR = 7 días; Kc = 1,87 y 1,47 para IR = 14 días y Kc = 1,40 y 1,10 para IR = 21 días. Del análisis estadístico del volumen de madera producido se concluyó que el IR de 7 días resultó el más productivo para álamos de siete años.

Respuesta al déficit hídrico en el crecimiento de forestales del bosque urbano de Mendoza : análisis comparativo en árboles jóvenes

El objetivo del trabajo fue evaluar la respuesta de plantas jóvenes de cuatro especies forestales urbanas a diferentes niveles de déficit hídrico. El ensayo se realizó en vivero, durante tres ciclos vegetativos, con plantas de Platanus x hispanica cv. acerifolia (plátano), Morus alba (morera), Fraxinus americana (fresno americano) y Acacia visco (visco). Los tratamientos de riego fueron: control (reposición del 100% transpirado); riego deficitario moderado (reposición del 66% transpirado) y riego deficitario severo (reposición del 33% transpirado). Las variables de respuesta evaluadas fueron altura, diámetro de tallos, área foliar y ancho de anillos de crecimiento. Las plantas bajo riego deficitario severo presentaron disminuciones en todos los parámetros de crecimiento considerados. Acacia visco resultó con crecimientos comparables al control, bajo riego deficitario equivalente al 66% del agua transpirada, con lo cual puede ser considerada especie de interés para forestaciones en condiciones de estrés hídrico moderado.