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Frutales

12 de noviembre de 2021
El efecto de altos niveles de radiación en frutales

¡Radiación solar!

¡Radiación solar!

Un fenómeno creciente, pero que pasa inadvertido. Se trata del impacto sobre los frutales de la radiación solar cada vez menos filtrada por una débil capa de ozono. Están ocurriendo cosas “raras” en los huertos, aparentemente sin explicación. El aporte del sol a la fotosíntesis ha sido el eterno aliado de la agricultura y por eso pocos sospechan que los huertos estén sufriendo del “fuego amigo”.

Hernán Villalobos Barceló, ingeniero agrónomo de la P. Universidad Católica de Valparaíso, desarrolla asesorías en Chile y Perú, y de manera eventual en Guatemala, principalmente en paltos y cítricos. Estando en Trujillo, norte del Perú, hace unos tres años le tocó ver que la productividad de los paltos caía a la mitad en una amplia zona. El rendimiento promedio de esa área, del orden de 16 toneladas por hectárea (t/ha) pasó a 8 t/ha, y sin embargo el riego, los parámetros de nutrición, las temperaturas máxima, mínima, media, la humedad relativa… todo se encontraba dentro de los rangos esperados.

Hernán Villalobos Barceló.

–Solo un parámetro estaba fuera de norma –recuerda el profesional–: las estaciones meteorológicas por lo general miden una irradiancia de 600 a 800 W/m2, sin embargo en ese período en algunos días puntuales había llegado a 1.200-1.400 W/m2.

Poco después le consultaron qué tema le parecería interesante en un seminario y no lo dudó: radiación solar. Los organizadores invitaron a un fisiólogo ecuatoriano, Christian Torres, asesor en floricultura, área donde esta materia resulta de gran importancia. Desde entonces han establecido un pequeño grupo de discusión en el cual también participa el agrónomo Humberto Mendoza Bravo.

LOS EFECTOS NOCIVOS DEL EXCESO DE RADIACIÓN SOBRE LA PLANTA

El dato de irradiancia que entregan las estaciones meteorológicas, explica Hernán Villalobos, incluye todo el espectro de radiaciones solares, las cuales se diferencian por su longitud de onda (figura 1). Solo el infrarrojo genera temperatura, de manera que no debemos engañarnos: puede existir una gran cantidad de luz visible y radiación ultravioleta (UV) con poca sensación de calor (figura 2).

Figura 1. Tipos de radiaciones solares y sus longitudes de onda en nanómetros.

Para indicar la intensidad de la radiación ultravioleta se usa el índice UVI (ultraviolet index). Valores de 2 o menos se consideran bajos; 3-5, moderados; 6-7, altos; 8-10, muy altos, y 11 o más, extremadamente altos. Villalobos remarca que, en las plantas, los excesos de UV disminuyen la capacidad de hacer fotosíntesis, y se ha determinado que con valores sobre 8, se va afectando el funcionamiento de la clorofila. En las monocotiledóneas se ha medido bajas de un 33% del contenido de clorofila, mientras en las dicotiledóneas el impacto sobre la fotosíntesis puede variar de un 10% a un 78%. También se ha indicado que la radiación UV causa la esporulación de algunos hongos.

Figura 2. Mediciones de estación meteorológica en Piura. Se aprecia que los promedios diarios (W/m2) resultaron considerablemente mayores en noviembre y diciembre de 2017 respecto de los mismos meses de 2016, pese a que las temperaturas máximas fueron menores.

Cuando se dan niveles elevados de las longitudes de onda que van de 280 a 320 nanómetros, nm (UV B), aumenta la producción de radicales libres tanto de especies reactivas al oxígeno (ROS) como de especies reactivas al nitrógeno (RNS), o sea se produce “basura” a nivel celular. Con alta radiación UV B ocurre la oxidación de los aminoácidos (tirosina, fenilalanina y triptófano). Además, hay oxidación del ácido indolacético (AIA). La deficiencia de auxinas como el AIA induce una disminución del área foliar, poca expansión de las hojas, acortamiento de tallos, un sistema radicular corto, baja división celular, acortamiento de entrenudos, baja absorción de calcio (Ca) y frutas más pequeñas.

Longitudes de onda de 320-400 nm (UV A) inhiben la elongación celular, y las de 750-1.000 nm (rojo lejano) estimulan dicha elongación.

Se sabe que la luz visible –longitudes de onda entre 400 y 700 nm– corresponde también a la radiación fotosintéticamente activa (PAR), siendo utilizada por la clorofila. No obstante, este beneficio llega hasta niveles de luminosidad de 100.000 a 120.000 lux, una luz más alta da origen a una saturación que resulta en fotooxidación y producción de radicales libres. En Ecuador, Christian Torres ha medido con fotómetro hasta 440.000 lux al mediodía.

De acuerdo a información publicada por Rafael Ruiz (Redagrícola Nº122), dentro de un proyecto INIA sobre acidificación de la rizosfera pudo observarse una sintomatología de carencia de zinc (Zn), fierro (Fe) y manganeso (Mn), y clorosis más intensa en la cara del árbol expuesta a la exposición norte, respecto de la cara sur. Ello se relacionaría con un exceso de insolación y con la producción de radicales libres, que no logran ser neutralizados por las peroxidasas, cuyos metales activantes son los elementos mencionados y que se encuentran en deficiencia. El Zn es fundamental para la acción de la superóxido dismutasa, que neutraliza al superóxido causante de destrucción de la clorofila entre otros efectos. El problema ha ido en incremento debido a la calidad de la radiación (alto UV), afectando en general a todos los frutales, agrega Ruiz.

Figura 3. Ciclos solares.

ESTAMOS ENTRANDO EN UN CICLO SOLAR DE INTENSIDAD CRECIENTE

El agotamiento de la capa de ozono deja a los seres vivos cada día más expuestos a la radiación solar, y no solamente en el agujero antártico.

Hernán Villalobos llama la atención sobre otro fenómeno: el sol presenta ciclos de alrededor de 11 años, con forma de campana de Gauss, asociados a las manchas solares (figura 3, p. 88). Cuando estas últimas aumentan, lo hace también la radiación.

Figura 4. Intensidad de radiación ultravioleta en enero de 2018, en la parte baja final del ciclo solar 24.

–Las anomalías que estamos observando –constata el asesor– han ocurrido en la parte más baja del ciclo en términos de radiación y aun así se alcanzan niveles extremadamente altos en verano (figura 4, p. 88). Un par de ejemplos: Las Condes el 30 de diciembre: UVI 16,4; Melipilla el 4 de enero: UVI 16,1. Las cifras en Perú son incluso mayores, porque se encuentra más cerca de la línea del Ecuador; yo he medido hasta 18 al mediodía. Ahora estamos entrando al ciclo 25, en la curva ascendente de la actividad solar. La ciencia nos indica que en los próximos años recibiremos cada vez más radiación, porque nuestro filtro está mal. El grosor de la capa de ozono no se va a remediar, al menos en el corto plazo.

UVI en Las Condes, Santiago, el día de la entrevista, 4 de octubre de 2021. Nivel “muy alto” faltando todavía meses para el verano.

Hace tiempo que especialistas en fisiología vienen advirtiendo sobre esta variable, comenta el entrevistado, pero han sido poco tomados en cuenta porque los efectos han sido sutiles.

–Cuando se presentan los problemas, nuestra tendencia es buscar la solución en los ámbitos de lo conocido: la nutrición, el riego, temperaturas mínimas y máximas, enfermedades, la variedad… Nadie sospecha del sol, pues tradicionalmente ha sido nuestro aliado: él pone la energía y la hoja hace el trabajo. Esto ocurre en todo tipo de frutales. Como resultado del estrés, la planta genera etileno. Uno puede protegerse a la sombra, pero el árbol no es capaz de moverse y entonces establece mecanismos de defensa. Hay menor capacidad de fotosíntesis y por lo tanto menor energía disponible.

CUANDO EL AZÚCAR ESCASEA, LA ADICIÓN DE NITRÓGENO NO TIENE MUCHO IMPACTO

La gente de terreno observa diversos síntomas: las hojas envejecen más temprano; los huertos al final del verano toman un color verde grisáceo; aparecen deficiencias y quemaduras (golpe de sol). Los árboles pierden vigor, y en plantas más débiles aumenta el impacto de enfermedades como los hongos de la madera, se aprecia un decaimiento progresivo de la producción y calidad.

Contra la tendencia más común de dar prioridad a la protección de la fruta, Villalobos propone enfocarse en el cuidado foliar:

–El motor de todo es la hoja, si ella no funciona, no tienes frutos de calidad. Y después de la cosecha debes seguir cuidándola de modo que pueda generar reservas para el siguiente ciclo.

Una reacción común ante un huerto que decae es aplicar nitrógeno (N). No obstante, explica el asesor, para hacer aminoácidos se necesita N más un carbohidrato (glucosa). Cuando el azúcar escasea, la adición de N aumenta su concentración tanto en la forma nítrica en la vacuola, como amoniacal en el citoplasma, pero la célula no lo puede aprovechar y las plantas, entonces, no reaccionan.

En un cambio fisiológico defensivo, las hojas se ponen más gruesas, se “acartonan”. A consecuencia de la modificación de la membrana, en las aplicaciones foliares se hace más difícil la penetración de nutrientes catiónicos y algunos pesticidas.

Los árboles comienzan a aumentar la producción de ácido ascórbico y glutatión como agentes antioxidantes. En vez de enfocarse en la producción (frutas, semillas, etc.) orientan sus recursos a la fotoprotección para sobrevivir.

Pérdida de dominancia apical en palto debido a déficit de auxinas.

Bajo estas condiciones de estrés, se desata una serie de síntomas que se pueden enmarcar y nombrar como “fisiología del estrés”, la cual involucra una gran cantidad de alteraciones. Una de ellas es el desequilibrio hormonal, con los ya mencionados aumentos de etileno y disminución de auxinas. Si hay mucho etileno, los estomas se cierran, incidiendo en dificultades para la toma de nutrientes y agua, además del envejecimiento prematuro de hojas y frutos. La baja del vigor afecta los calibres finales y en casos extremos produce caída de frutos, de modo que disminuye la producción. Los huertos estresados dan origen a fruta de menor calidad y con dificultades en la postcosecha, porque los radicales libres rompen membranas y dañan los tejidos. La capacidad de defensa de la planta frente a plagas y enfermedades se reduce. Aparecen síntomas de fitotoxicidades, se degradan pigmentos, proteínas, lípidos, carbohidratos, y surgen alteraciones del ADN.

A nivel celular el etileno se transforma en ácido oxálico, para lo cual requiere Ca, el cual se extrae de donde sea, indica Hernán Villalobos, y se forman cristales de oxalato de calcio. Primero la planta recurre al Ca disponible en el citoplasma, pero si no es suficiente, lo extrae de la membrana celular, debilitándola, y finalmente de la pared celular, generando la aparición de roturas.

Alteración de pigmentos que no se debe a una deficiencia nutricional sino a la radiación UV. “Quimeras” como la de la foto se están observando con mayor frecuencia en Perú en paltos y cítricos.

FÓRMULAS PARA ENFRENTAR LA FISIOLOGÍA DEL ESTRÉS

¿Cómo enfrentar esta situación?

El entrevistado detalla algunos principios importantes:

*Preocuparse si comienzan a decaer algunos nutrientes, ya que la planta tiene mayor necesidad de ellos para resolver el estrés. El zinc participa en todos los mecanismos de protección y probablemente sea el más importante en ese sentido, pero también magnesio, que interviene en la producción de clorofila; fierro, azufre  y manganeso, que se relaciona directamente a la obtención de energía a nivel de citoplasma. El Ca se necesita para controlar un aumento del etileno. Considerar asimismo el boro (B) más allá de su impacto en floración: un déficit de B dificulta que las auxinas bajen a las raíces y activen su crecimiento, sin el cual la absorción de Ca se reduce.

–Hasta ahora enfrentamos las deficiencias de ciertos elementos sin analizar por qué se produjeron –plantea–. Hay que preguntarse: si yo históricamente he sacado mi cultivo adelante con un programa de fertilización y siempre ha andado bien, ¿por qué ahora me falta? Debemos mirar el fenómeno de la radiación e integrarlo a la ecuación.

*El segundo aspecto es enfrentar el desbalance energético. Ante una fotosíntesis dañada, un huerto sometido a “dieta hipocalórica”, se requieren carbohidratos de rápida disponibilidad. Una intervención en este sentido a principios de temporada ayudará a que las hojas y brotes nuevos desarrollen su potencial. Junto con esto la floración, cuaja y llenado de frutos son altamente demandantes de energía.

*El tercer aspecto corresponde al uso de antioxidantes, como extractos de algas o similares, y activadores metabólicos. Aunque por sí solos no van a solucionar el problema, se trata de buenas herramientas de mitigación. El uso de aminoácidos también puede ser de gran ayuda en momentos críticos.

Huerto de cerezos variedad Santina: a la izquierda, cuartel afectado por la radiación solar; a la derecha, cuartel que recibió un tratamiento con aporte de carbohidratos y antioxidantes.

–¿Y la fruta?

–La fruta es consecuencia de un árbol cómodo, bien manejado, bien nutrido, bien regado, equilibrado, sin una “cojera” producto de la radiación. Las fotos 4 y 5 muestran las diferencias de un huerto de cerezo variedad Santina tratado con la metodología que proponemos versus uno sin tratamiento. La base está en cuidar la fábrica que da vida (figura 5), porque el ozono, nuestro filtro, está mal y eso altera el resultado.

Figura 5. La suma de 6 moléculas de agua más 6 moléculas de anhídrido carbónico y la acción de la luz solar en la fábrica de carbohidratos que es la hoja, genera la glucosa necesaria para la planta y libera oxígeno.

–¿Cómo nota un agricultor lo que está pasando?

–Se entiende muy bien cuando se describe la sintomatología y se usan algunos conceptos “de terreno”: hojas chicas, acucharadas, pérdida de intensidad del brillo de las hojas, cambio del color verde normal a un verde grisáceo y opaco, entrenudos más cortos, el cultivo se ve “apretado”. El huerto se nota triste, no está contento, no está cómodo. Te rompes la cabeza analizando, revisando las raíces, el riego, la nutrición. Y a fines de verano empiezan a aparecer deficiencias que nunca se habían tenido. Ni hablar cuando se cae la fruta, eso es extremo. Pero el mayor problema es otro: cuando las causas o explicaciones dentro del ámbito de lo conocido no te dejan tranquilo y no sigues buscando…

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