Estrés Térmico En Plantas: Causas Y Síntomas

¿Qué Es El Estrés Térmico En Las Plantas Y Qué Lo Provoca?

En pocas palabras, el estrés térmico es lo que les ocurre a las plantas cuando están expuestas a enormes cantidades de luz solar y calor durante demasiado tiempo. El término “estrés térmico” suele referirse a un periodo en el que las plantas están sometidas a altas temperaturas durante el tiempo suficiente para alterar de forma permanente su capacidad de funcionar o crecer con normalidad.

El rango ideal para la mayoría de los cultivos oscila entre 20 y 30°C (68 y 86° Fahrenheit). Las temperaturas fuera de este rango, ya sea en el aire o en el suelo, durante el día o la noche, son perjudiciales para las plantas. El estrés térmico es el efecto acumulativo de la intensidad del calor, el tiempo que la planta está expuesta al calor y la velocidad a la que aumenta la temperatura.

¿Cuáles Son Los Síntomas Del Exceso De Calor En Las Plantas?

El estrés térmico en las plantas se manifiesta de muchas maneras. Sin embargo, puede ser difícil de identificar, porque sus síntomas se parecen a los causados por ciertas plagas o enfermedades de los cultivos. Además, el estrés por calor y/o sequía también puede provocar enfermedades en las plantas. Si se evalúan de forma conjunta, los siguientes síntomas de estrés térmico permitirán un diagnóstico más preciso.

• Enrollamiento y ahuecamiento de las hojas. Este es el mecanismo por el que las plantas como el maíz y los tomates regulan su pérdida de agua. La superficie de la hoja se contrae y sus estomas (pequeños poros que permiten el intercambio de gases y humedad) se cierran.
• Marchitamiento. El punto de marchitamiento en las plantas se produce cuando hay menos humedad disponible de la que una planta puede absorber, lo que provoca un déficit de presión de agua en el interior de la planta. Cada retraso en el tratamiento del estrés térmico en plantas marchitas aumenta el riesgo de que sufran daños irreversibles. Existe una alta probabilidad de que las plantas estén sufriendo estrés térmico si se marchitan durante el periodo más caluroso del día y luego reviven por la noche o por la mañana.
• Bordes de la hoja secos. Algunos tipos de cultivos deshidratan los bordes exteriores de sus hojas para asegurar su supervivencia. Debido a que hay espacio “extra” en las hojas de cultivos como las calabazas y los zapallos, pueden persistir con su función normal incluso cuando el estrés térmico quema los bordes de las hojas de las plantas.
• Daños por ozono. Cuando las altas temperaturas se combinan con una baja calidad del aire, el ozono puede dañar las plantas. Cuando el gas entra en las hojas a través de los estomas, quema el tejido vegetal. Los puntos marrones secos entre las venas de las hojas son indicativos de daños por ozono en los tomates. Las hojas de calabazas, pepinos y calabazas expuestas a daños por ozono adquieren un color amarillo pálido y un aspecto extremadamente seco.
• Caída de flores y/o frutos. Debido al estrés térmico, en algunas plantas ornamentales se pierden los capullos y flores o éstas no florecen. Durante una ola de calor, la planta puede priorizar el mantenimiento de sus órganos vitales sobre otras necesidades menos críticas. El calor provoca la caída de flores y frutos en pepinos, calabazas y pimientos.
• Brotación. Debido al efecto del estrés térmico en el rendimiento del cultivo, a veces éstos florecen demasiado pronto, antes de su época típica de recolección. Este proceso, llamado “brotación”, puede ser fatal para el cultivo de lechuga, al igual que para muchos otros cultivos de clima frío, como el brócoli, las espinacas, la coliflor y el cilantro.
• Escaldadura solar. Varias frutas, como las manzanas, los tomates y los melones, se queman con el calor extremo, normalmente en el lado que da directamente al sol. La quemadura solar puede manifestarse en distintos tipos de fruta en forma de decoloración, manchas acuosas, ampollas o manchas firmes y hundidas en la superficie, así como en forma de fruta reseca.
• Pudrición de la flor. Cuando el calor y la alta radiación solar afectan a las hojas de las plantas (especialmente al cultivo de tomates), la fotosíntesis y la transpiración se aceleran. Al desviar el agua y el calcio de los frutos a las hojas, se produce la podredumbre del extremo de la flor, que aparece como una mancha oscura y acuosa en el fruto.

¿Cuáles Son Los Efectos Del Estrés Térmico En Las Plantas?

El estrés térmico provoca la deshidratación de las plantas, lo que frena su desarrollo. La reducción de la producción fotosintética es consecuencia directa del efecto del estrés térmico sobre el contenido relativo de agua de las hojas y el potencial hídrico de la planta. Así, el estrés térmico hace que las plantas pierdan agua y se marchiten. Sin embargo, en caso de estrés térmico temporal o moderado, las plantas son capaces de controlar sus tasas de respiración y transpiración para alcanzar un equilibrio térmico.

Debido al estrés térmico, la concentración de proteínas solubles y azúcares se ajusta para controlar la presión osmótica dentro de la célula vegetal. Por último, pero no por ello menos importante, se pueden observar pérdidas en la producción debido al estrés térmico en todos los ámbitos, desde cereales y legumbres hasta las hortalizas de raíz.

Algunas de las alteraciones bioquímicas y fisiológicas más críticas causadas por el estrés térmico en plantas son:

• el cierre de los estomas, en respuesta a las altas temperaturas, impide que las plantas capturen suficiente dióxido de carbono (CO2) para la fotosíntesis, lo que puede frenar su crecimiento y disminuir su rendimiento;
• el daño que sufren las proteínas a altas temperaturas reduce la función de las enzimas, lo que a su vez afecta a muchos procesos metabólicos;
• el calor extremo puede provocar estrés oxidativo, que daña las células vegetales y perjudica su crecimiento al liberar especies reactivas del oxígeno;
• el aumento de las tasas de transpiración debido a las altas temperaturas reduce la cantidad de agua disponible para los cultivos, lo que provoca estrés hídrico.

Cómo Proteger Las Plantas Del Estrés Térmico

Aunque los agricultores no pueden hacer mucho contra el clima, sí pueden proteger sus cultivos contra el estrés térmico y reducir las pérdidas mediante una cuidadosa evaluación de los daños y el empleo de determinadas prácticas de gestión agrícola. Algunos de estos métodos están orientados a evitar que las plantas sufran estrés térmico, mientras que otros tienen como objetivo ayudarlas a adaptarse al calor.

Prácticas Para Prevenir El Estrés Térmico En Las Plantas

La mayoría de las veces, cuando las plantas experimentan problemas debido a olas de calor relativamente cortas, los problemas desaparecen rápidamente cuando el calor disminuye. Si toma las siguientes medidas para reducir el estrés térmico en las plantas durante una ola de calor, éstas deberían recuperarse una vez que baje la temperatura.

Sombra Temporal

Para proteger los cultivos del sol excesivo durante las olas de calor, utilice objetos que den sombra temporal. Es esencial proporcionar sombra a los cultivos durante el sol del mediodía para evitar el estrés térmico. Mientras tanto, cuando los días se acortan y el tiempo refresca, debes evitar que sus cultivos queden demasiado a la sombra.

Riego Suficiente

Las prácticas de riego que mantienen el suelo húmedo pueden contribuir a aliviar el estrés térmico en las plantas. Para garantizar que todos los cultivos reciban la humedad adecuada, el riego de precisión debe realizarse a primera hora de la mañana o al atardecer. Durante el calor del día, el agua pulverizada desde arriba se evaporará antes de llegar a las raíces de las plantas. Evite la pérdida de agua por evaporación empleando un suministro de agua por goteo o con manguera de irrigación.

No Abonar

No es buena idea abonar durante una ola de calor. La fertilización aplicada sin suficiente agua podría dañar los tejidos vegetales, ya que el cultivo responde a una rápida entrada de nutrientes empezando a crecer. Las partes jóvenes y en desarrollo, son especialmente vulnerables a los efectos negativos de las altas temperaturas, y la planta se ve sometida a un estrés adicional y a un mayor riesgo cuando las temperaturas se disparan.

Aplicación De Mantillo

La temperatura del suelo aumenta con la intensidad del sol, lo que añade otro factor de estrés en plantas por temperatura. Cubrir el suelo con un mantillo (una capa de paja, heno, hojas, agujas de pino y recortes de hierba) de 10 a 15 cm de espesor puede ayudar a reducir la temperatura y disminuir los efectos adversos del calor en las raíces de las plantas.

Poco O Ningún Tratamiento Químico

Las temperaturas prolongadas superiores a 27°C (80°F) hacen que muchos remedios contra las enfermedades y plagas de los cultivos resulten ineficaces o, incluso, perjudiciales. Los tratamientos, incluso los suaves como el jabón y los aceites, administrados a coníferas y suculentas durante periodos de mucho calor podrían causar más daños que el que intentan evitar.

Erradicación De La Maleza

Una ola de calor no es excusa para posponer la eliminación de la maleza del campo. La mayoría de las malas hierbas soportan mejor el estrés térmico que las plantas cultivadas, lo que las convierte en rivales por la humedad y los nutrientes. Por eso, es importante eliminar todas las malas hierbas que pueda para que sus cultivos puedan sobrevivir al calor.

Mejora Genética De La Tolerancia Al Calor

Ante los inminentes efectos del cambio climático, una de las respuestas al estrés por calor en los cultivos surge de la necesidad de mejorar su resistencia al calor, especialmente el trigo. Las técnicas convencionales, moleculares y transgénicas pueden utilizarse para aumentar la tolerancia de las plantas al calor ^{Tuteja, N., Gill, S. S., Tiburcio, A. F., Tuteja, R. (Eds.). (2012, 14 March). Wheat: Mechanisms and Genetic Means for Improving Heat Tolerance. Improving Crop Resistance to Abiotic Stress, 657-694. Wiley‐VCH. https://doi.org/10.1002/9783527632930.ch29.}. Para mitigar los efectos a largo plazo del estrés térmico en las plantas, los agricultores pueden sacar partido a la producción de variedades tolerantes al calor.

Prácticas Agrícolas Culturales

La gestión del estrés térmico requiere proteger los cultivos de las temperaturas extremas en las etapas clave del crecimiento de la planta, lo que puede hacerse mediante la siembra en el momento adecuado, un espaciado óptimo de los cultivos, así como el aclarado, la poda y otras prácticas culturales apropiadas.

Facilitando La Adaptación De Las Plantas Al Estrés Térmico

Las plantas pueden almacenar información sobre el estrés térmico sufrido en el pasado (termopreparación) y utilizarla para prepararse para futuros episodios de calor, protegiéndolas del mayor daño posible (termotolerancia). Pueden cambiar la forma de sus hojas y otras partes para tolerar mejor las altas temperaturas. Para adaptarse a las altas temperaturas, algunas plantas modifican la orientación de sus hojas, las enrollan o desarrollan pequeños pelos que proyectan una sombra sobre la superficie de la hoja.

Para combatir el estrés térmico en las plantas, éstas realizan ciertas aclimataciones, entre las que se encuentran el empequeñecimiento, el cambio de forma o el cambio de color de las hojas. Al tener menos superficie expuesta al sol directo, las hojas más pequeñas pueden retener más agua y mantenerse más frescas que las grandes. Las hojas grises reflejan menos luz que las de color verde oscuro.

Cuando los cultivos sufren un fuerte estrés térmico, suelen perder sus hojas. Un menor número de hojas reduce la pérdida de agua a través de los estomas, los tallos y otras partes de la planta. Algunos brotes, flores y frutos en crecimiento pueden caerse. Otra de las respuestas al estrés por calor en los cultivos puede implicar la disminución de su tasa metabólica. En algunos casos, esto puede requerir alteraciones en la cantidad de agua, sal, proteínas y fitohormonas presentes en las células.

Las plantas se adaptan al estrés térmico modificando su morfología, fisiología y bioquímica, por lo que el estudio de su respuesta mediante análisis fenológicos puede allanar el camino para una caracterización molecular más precisa de los rasgos de tolerancia ^{Wahid, A., Shabbir, A. (2005, June). Induction of Heat Stress Tolerance in Barley Seedlings by Pre-Sowing Seed Treatment with Glycinebetaine. Plant Growth Regulation, 46, 133–141. https://doi.org/10.1007/s10725-005-8379-5.}. Comprender las características agronómicas requeridas es crucial para la eventual implantación de cultivos tolerantes al calor en diversas condiciones climáticas, especialmente a la luz del calentamiento global.

¿Puede Una Planta Recuperarse De Un Golpe De Calor?

Los cultivos pueden superar el estrés térmico, pero sólo si es temporal. Las medidas anteriores pueden ayudar a sus plantas a adaptarse temporalmente a las altas temperaturas. Pero si se ven sometidas a este estrés durante demasiado tiempo, probablemente no sobrevivirán.

¿Cuánto Tiempo Tarda Una Planta En Recuperarse?

Para las plantas sometidas a estrés térmico, la recuperación puede durar desde unos días hasta unos meses. El tiempo necesario para recuperarse del estrés es proporcional a la gravedad del daño. La recuperación del estrés térmico en las plantas puede llevar meses en el caso de los cultivos que han sido ignorados durante demasiado tiempo durante una ola de calor; en casos extremos, puede ser imposible devolverlas a la vida.

Cómo Ayudar A Las Plantas A Recuperarse Del Estrés Térmico

Las plantas sanas son resistentes al estrés térmico y pueden recuperarse siempre que reciban los cuidados, el agua y la sombra adecuados. Si sus plantas sufren estrés térmico, puede tomar las siguientes medidas para reducir los daños y acelerar la recuperación:

• instale un parasol temporal, como una tela de sombra de colores claros;
• por la mañana o por la tarde, utilice el riego por goteo para regar a fondo tus cultivos;
• extienda una capa de mantillo de 5-8 cm de profundidad para moderar la temperatura del suelo y retener la humedad;
• no intente replantar;
• espere a que pase la ola de calor antes de aplicar fertilizantes;
• retire las flores muertas, pero tenga cuidado de no podar el tejido sano o las hojas que sólo estén parcialmente muertas. En cualquier caso, las hojas proyectarán una sombra sobre las plantas estresadas, protegiendo las zonas verdes restantes de la luz solar directa y permitiéndoles continuar con la fotosíntesis.

Estrés Por Frío En Las Plantas – Efectos De Las Temperaturas Extremas Inversas

El estrés por frío, a diferencia del estrés térmico, se produce cuando las temperaturas del aire y del suelo caen por debajo del rango ideal para el desarrollo de las plantas. Esto puede tener un efecto perjudicial en el crecimiento de los cultivos. Durante el estrés por frío, las plantas sufren una serie de anomalías bioquímicas y fisiológicas, que pueden dar lugar a síntomas de estrés por frío como retraso del crecimiento, disminución del rendimiento y, en circunstancias extremas, la muerte. Los genes regulados por el frío (genes COR) y la acumulación de crioprotectores, incluidos azúcares, proteínas y aminoácidos, que minimizan la desecación y preservan las membranas celulares, han evolucionado como mecanismos de tolerancia al estrés por frío.

La capacidad de una planta para tolerar temperaturas frías depende de la especie, así como del ritmo y la intensidad de los descensos de temperatura. Cuando las temperaturas descienden gradualmente, la planta puede aclimatarse o adaptarse a temperaturas más bajas con mayor eficacia. Los descensos bruscos de temperatura causan más estrés y daños a los cultivos en otoño y principios de invierno que más adelante en la temporada ^{Wilson, J. (2022). Protecting Plants from Cold Temperatures. Mississippi State University Extension Service.}.

Los agricultores pueden proteger las plantas de las bajas temperaturas mediante una selección y un mantenimiento adecuados. Un riego adecuado antes de una helada puede favorecer la protección de los cultivos durante una ola de frío. Un suelo bien regado almacena más calor y luego lo irradia de nuevo, aumentando la resistencia de las plantas al estrés por frío. El mantillo también ayuda a retener la humedad del suelo durante la estación fría. Los productores agrícolas necesitan un acceso preciso y actualizado a los datos meteorológicos, una evaluación de los daños causados por las heladas y el calor y un conocimiento firme de la dinámica de crecimiento de los cultivos y de los cambios microclimáticos en sus campos para poder tomar medidas rápidas que protejan a las plantas de los factores de estrés abiótico.

Cómo Ayuda EOSDA Crop Monitoring A Detectar Y Tratar El Estrés Térmico Y Por Frío

Todos los involucrados en la industria agrícola deben monitorizar el tiempo en la agricultura, así como las condiciones del suelo, sobre todo la humedad del suelo, para detectar a tiempo los signos de estrés por frío y calor en las plantas. Los agricultores pueden proteger sus cultivos de los efectos de las temperaturas extremas, determinando en primer lugar las zonas de mayor riesgo y adoptando en ellas las medidas preventivas y correctivas adecuadas.

Monitorización Meteorológica En EOSDA Crop Monitoring

Con EOSDA Crop Monitoring, puede acceder en cualquier momento a tres tipos distintos de información meteorológica: registros históricos, lecturas actuales y previsiones. A medida que añada campos a su cuenta, se recopilarán estadísticas como éstas para cada uno de ellos. Estos conjuntos de datos son más amplios y precisos que los datos meteorológicos de código abierto, ya que utilizan diversos recursos, como imágenes de satélite, estaciones meteorológicas terrestres y completos modelos y algoritmos de predicción meteorológica.

Para proteger sus cultivos de los efectos negativos de las temperaturas extremas, puede hacer lo siguiente:

• monitorizar las temperaturas actuales y otros parámetros meteorológicos, como precipitaciones, viento, humedad y nubes, que se actualizan a diario;
• investigar los registros meteorológicos pasados (la información es accesible a partir de 1979) para identificar periodos potencialmente peligrosos;
• consultar la previsión para los próximos 14 días y planificar con antelación la protección de sus plantas contra el estrés térmico y por frío.

Alertas De Estrés Térmico/Por Frío

En la plataforma EOSDA Crop Monitoring, no sólo puede obtener los valores diarios de la temperatura del campo, sino que también puede activar la detección de estrés térmico y por frío. El complemento de notificaciones de riesgo meteorológico le avisa de la inminente aparición de condiciones meteorológicas adversas en su zona. Cuando la temperatura media diaria desciende por debajo de un determinado umbral, le indica que el cultivo está sufriendo estrés por frío, y cuando sube por encima de ese umbral, le indica que hay estrés térmico en las plantas.

Con el complemento de notificaciones de riesgo meteorológico, puede ajustar el valor del umbral y establecer una temperatura específica para señalar los campos que sufren estrés. Estas alertas automáticas le permitirán no pasar por alto ningún peligro inminente y tomar las precauciones necesarias en el campo para proteger sus cultivos de las temperaturas extremas.

Además de los cambios de temperatura, EOSDA Crop Monitoring también puede avisarle cuando cambia el valor del índice de vegetación NDVI en el campo. De este modo, los cambios negativos en el campo pueden identificarse de forma temprana, lo que lleva a una investigación más exhaustiva de sus causas (como la falta de agua, plagas, enfermedades, etc.) y a la posterior ejecución de actividades correctivas para promover el crecimiento de los cultivos. Al observar cómo responde la densidad de la vegetación del campo a un cambio meteorológico, también se pueden sacar conclusiones sobre la conexión entre ambos.

Detección De Estrés Térmico/Por Frío Basado En Registros Meteorológicos Históricos

Otra ventaja adicional de EOSDA Crop Monitoring es que le permite consultar datos históricos para determinar en qué momento de la temporada de cultivo debe prestar especial atención a la protección de sus cultivos contra los efectos del frío y el calor. Los usuarios de EOSDA Crop Monitoring que se hayan actualizado a la suscripción Pro tienen acceso a una base de datos histórica de datos sobre el estrés por frío y calor en las plantas. Esta información será útil para planificar el riego de la próxima temporada y otras medidas para proteger las plantas de una ola de calor.

Gestión De Las Actividades De Campo En EOSDA Crop Monitoring

Los agricultores pueden decidir cuándo plantar la próxima temporada observando cómo ha cambiado la temperatura en su campo en los últimos años. Puede pensar en el Registro de las actividades de campo como un calendario con el que gestionar el trabajo en cada campo que haya añadido a su cuenta. A cualquier operación de campo, desde la siembra hasta la labranza o el riego, se le puede asignar una fecha, una persona encargada de ejecutar la tarea, notas y comentarios de la persona que realizó la tarea. Todo ello facilita a las grandes empresas agrícolas la monitorización y el control total de todas sus operaciones en cualquier región y bajo cualquier condición climática.

Todos los participantes de la industria agrícola pueden sacar partido a EOSDA Crop Monitoring:

• Utilizando datos históricos, los asesores agrícolas pueden ajustar los plazos de plantación de los cultivos;
• Las compañías de seguros y los bancos pueden tener en cuenta el estrés térmico y por frío en las plantas a la hora de calcular los pagos por pérdidas de cosechas;
• Las organizaciones no gubernamentales (ONG) pueden desarrollar las mejores estrategias de gestión del campo, especialmente en zonas rurales subdesarrolladas.

¿Por Qué Las Empresas Agrícolas Deben Prestar Atención Al Estrés Térmico Y Por Frío En Las Plantas?

Desde la siembra hasta la cosecha, cada etapa del ciclo vital de una planta es importante y tiene sus riesgos. Tanto el calor como el frío perjudican a las plantas, retrasando su desarrollo o, incluso, matándolas. Por ello, es crucial que las grandes empresas agrícolas se anticipen al potencial estrés por calor o frío en las plantas y tomen medidas para mitigarlo. Mientras tanto, la información actualizada y útil les permite minimizar el impacto de la climatología adversa en los cultivos y seguir recogiendo cosechas abundantes.