Etapas De Crecimiento De Las Plantas: Rol Y Funciones

¿Cuáles Son Las Etapas De Crecimiento De Una Planta?

Los fenómenos que se producen en todas las fases de crecimiento y desarrollo de las plantas, desde la germinación de la semilla hasta que la planta muere, se conocen como fenómenos fenológicos y se estudian mediante la fenología. Debido a la diversidad de metodologías científicas y a la amplia gama de aplicaciones posibles, no existe una forma consensuada de identificar las distintas etapas de crecimiento de las plantas. Algunos enfoques son sencillos y de amplio alcance, mientras que otros son exhaustivos y específicos. Sin embargo, el método BBCH es el que se emplea en este momento de forma general en la agricultura inteligente y es recomendado por la gran mayoría de los científicos que trabajan para establecer un vínculo entre la fenología y la agricultura industrial ^{Meier, U., Bleiholder, H., Buhr, L., Feller, C., Hack, H., Heß, M., Lancashire, P., Schnock, U., Stauß, R., Boom, T., Weber, E. & Zwerger, P. (2009). The BBCH system to coding the phenological growth stages of plants-history and publications. Journal für Kulturpflanzen, 61, 41-52. http://dx.doi.org/10.5073/JfK.2009.02.01.}.

Dado que la duración de las etapas de crecimiento de las plantas y los eventos fenológicos de cada una varían significativamente entre especies, los científicos construyen escalas exhaustivas para cada especie individualmente. La escala estándar BBCH se utiliza para cualquier especie que carezca de una escala específica o sirve como marco dentro del cual pueden desarrollarse escalas individuales. Veamos con detenimiento las diez etapas básicas de crecimiento vegetal según la escala BBCH y lo que implican para los agricultores.

Etapa 0: Germinación, Brotación O Desarrollo De La Yema

A pesar de tratarse de procesos biológicos distintos, la germinación, la brotación y el desarrollo de las yemas se agrupan en la misma fase primaria de crecimiento de la planta. Dependiendo del tipo de cultivo, esta etapa puede durar desde unos pocos días hasta unas pocas semanas. En este punto de desarrollo, la semilla ha germinado y producido lo que se denominan “hojas de semilla”, que se distinguen fácilmente de las hojas maduras.

Fundamentalmente, la fase de germinación y brotación requiere unos niveles adecuados de temperatura y oxígeno. Además, agota las reservas nutricionales de las plantas, lo que puede conducir a una deficiencia de nutrientes sin fertilización adicional. A menudo es necesario un estado de latencia previo.

En la etapa de crecimiento 0, el cultivo necesita agua constantemente para poner en marcha un metabolismo sano. En algunos casos, el riego también es necesario para eliminar inhibidores de la germinación de la semilla (especialmente en el caso de las plantas anuales de desierto) ^{Kimball, J. W. (2021) Biology. Tufts University & Harvard University.}.

Etapa 1: Desarrollo De Las Hojas

El poder para realizar la fotosíntesis de la hoja es la base sobre la que vive una planta. Por lo tanto, la etapa 1 del crecimiento de la planta es esencial para el desarrollo normal del cultivo. Todos los nutrientes de la planta en esta etapa de crecimiento le ayudarán en las siguientes etapas de su desarrollo. Por lo tanto, la fertilización es esencial.

En la etapa 1 de crecimiento, la planta produce hojas “genuinas”, que son copias en miniatura de las hojas completamente desarrolladas. El desarrollo de las hojas se rige por un programa fundamental universal, que varía un poco para adaptarse a las necesidades de cada especie y a las condiciones ambientales. Las hojas se desarrollan en estructuras planas de diversos tamaños y formas, comenzando en los meristemos apicales del brote o yemas terminales ^{Bar, M., Ori, N. (2014, November 15). Leaf development and morphogenesis. Development, 141(22). https://doi.org/10.1242/dev.106195.}. Las hormonas de las plantas, así como los reguladores transcripcionales y las cualidades mecánicas del tejido, intervienen en el control de este proceso.

Etapa 2: Formación De Brotes Laterales O Macollamiento

El macollamiento (o ahijamiento) es la etapa de crecimiento de la planta en la que se forman nuevos brotes. En lugar de extenderse como los rizomas y los estolones, crecen verticalmente. El resultado es un aumento considerable del número de nuevos brotes que se producen inmediatamente al lado del brote inicial. Se denomina “plantas hijas” a los nuevos brotes que se desarrollan a partir de la “planta madre”.

El macollamiento también puede significar el desarrollo de brotes laterales. Cada nuevo brote está formado por un punto de crecimiento central que con el tiempo se convierte en un tallo articulado definido por nudos y entrenudos similares a una caña de bambú dentro de esta etapa.

Etapa 3: Crecimiento Longitudinal Del Tallo O Crecimiento En Roseta, Desarrollo De Brotes

Algunas partes de la planta, como los tallos y las raíces, siguen creciendo durante toda la vida de la planta: este proceso se denomina crecimiento indeterminado. Se producen nuevas células en las puntas de los brotes en crecimiento. El crecimiento en los tallos se produce en muchos sitios diferentes, a diferencia del sistema radicular, donde apenas son unos pocos. La duración y la intensidad de estos cambios varían entre especies, pero los cultivos dentro de una misma especie tienden a cumplir algunas normas. El calentamiento provocado por el cambio global afecta significativamente a esta etapa de crecimiento de la planta, debido a la correlación directa entre la temperatura y el alargamiento del tallo.

Etapa 4: Desarrollo De Las Partes Vegetativas Cosechables De La Planta O De Los Órganos De Propagación

El desarrollo de tallos fuertes y abundantes hojas verdes caracteriza la etapa vegetativa del crecimiento de la planta. Estos procesos son fundamentales, porque la fotosíntesis depende de una superficie foliar lo suficientemente grande para absorber la luz. En particular, un desarrollo sano de las hojas suele ir seguido de un fuerte crecimiento de las raíces.

Los fertilizantes nitrogenados son especialmente beneficiosos en esta fase del crecimiento de la planta, ya que fomentan el crecimiento vigoroso de tallos y hojas durante la fase vegetativa. Además, en el caso de las gramíneas, en la fase de crecimiento vegetativo tardío, los agricultores ya pueden aplicar estrategias de gestión de los pastos, como el pastoreo, una vez que la planta ha desarrollado suficientes hojas para la fotosíntesis y raíces para su fijación, el almacenamiento y la ingesta de minerales.

Etapa 5: Emergencia De La Inflorescencia (Tallo Principal) O Espigamiento

La emergencia de la inflorescencia es el proceso por el cual un racimo de flores se dispone a lo largo de un eje floral. La nascencia se refiere al proceso por el cual una cabeza de semilla emerge de la vaina formada por la hoja bandera. El hecho de que sea el inicio de las fases de crecimiento reproductivo es el factor unificador que agrupa estos dos procesos biológicos diferentes en una sola fase del desarrollo de la planta.

En la etapa 5 de crecimiento, el objetivo principal de la planta pasa de la expansión vegetativa al desarrollo de estructuras reproductivas, como las flores y, después, los frutos. El fósforo, que puede suministrarse mediante fertilizantes, es especialmente crítico en este punto del desarrollo de la planta.

Etapa 6: Floración

Durante la etapa 6 de crecimiento de las plantas, las que tienen flores crean las estructuras reproductivas necesarias para la reproducción sexual. Las anuales sólo viven un año, y su floración y posterior desaparición coinciden. En las bienales, el primer año pasa la fase vegetativa y el segundo se dedica a florecer y morir. La mayoría de las plantas perennes seguirán floreciendo todos los años si las condiciones lo permiten. El potasio es un nutriente vital para las plantas durante esta etapa de desarrollo, ya que favorece la floración y la fructificación y mejora la salud general del cultivo. Además, la floración es una de las fases críticas del crecimiento de los cultivos en lo relativo al riego.

La llegada de la giberelina (una hormona vegetal), una temperatura adecuada y la duración del día y la noche (fotoperiodo) son los desencadenantes más comunes de la floración en muchas plantas. Sin un periodo de frío invernal, se retrasa esta etapa de crecimiento de la planta de muchas plantas anuales (como el trigo de invierno) y bienales. La vernalización describe la transformación que resulta de este periodo prolongado de temperaturas gélidas.

Etapa 7: Desarrollo Del Fruto

La biología vegetal y la horticultura se han centrado mucho en la etapa de crecimiento de la planta en la que se desarrollan los frutos. En la mayoría de las plantas con flores, el desarrollo del fruto se produce en el ovario tras la fecundación. Un ovario maduro se denomina “fruto” por sus cualidades comestibles. El fruto es un refugio seguro para el embrión en crecimiento y sus semillas, ya que los encierra.

El desarrollo del fruto carnoso de la planta se divide generalmente en cuatro fases ^{Ezura, H., Hiwasa-Tanase, K. (2010). Fruit Development. In: Pua, E., Davey, M. (eds) Plant Developmental Biology - Biotechnological Perspectives. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-02301-9_15.}:

1. En la primera fase, conocida como desarrollo floral, se establecen la identidad, el número y la forma de los órganos florales.
2. Con la fecundación se inicia la segunda fase, la división celular.
3. En la tercera fase, las células experimentan una rápida expansión y endorreduplicación hasta que comienza la maduración.
4. El sabor, la textura, los componentes nutricionales y el aspecto de la fruta se determinan durante la etapa de maduración, la cuarta fase que se inicia tras detenerse el crecimiento de la fruta.

En esta etapa de crecimiento de la planta, pueden seguir desarrollándose sin necesidad de nitrógeno. Ahora es el momento de suministrar fosfato y potasio a las plantas para favorecer la maduración y aumentar el rendimiento de la cosecha.

Etapa 8: Maduración De Frutos Y Semillas

En esta etapa de crecimiento de la planta, los frutos suelen responder a una señal de la maduración: un aumento de la producción de etileno. La infección por bacterias u hongos, así como la recolección de la fruta, pueden estimular la producción de etileno, indicando dicho proceso. En cuanto la fruta recibe esta señal, experimenta una serie de cambios que conducen a su maduración.

Dicho de otro modo, se fabrican nuevas enzimas. Enzimas como la amilasa y la pectinasa ayudan a digerir el almidón y la pectina, respectivamente, y las hidrolasas ayudan a descomponer los compuestos del interior de las frutas. El etileno activa los genes responsables de la transcripción y traducción de estas enzimas. Las enzimas catalizan reacciones que modifican las propiedades de la fruta: color, textura, sabor y aroma.

Etapa 9: Senescencia, Comienzo De La Dormancia

Hay signos reveladores de la senescencia: alteraciones degenerativas en las células, comúnmente relacionadas con un aumento de los productos de desecho y un cambio en el metabolismo. La senescencia de las plantas está regulada por numerosos factores ambientales, entre los que destacan el fotoperiodo y la temperatura. Sin embargo, algunos tratamientos hormonales pueden ralentizar esta etapa de crecimiento de la planta en las de crecimiento anual.

En las plantas perennes, la caída de las hojas indica el inicio del letargo invernal. Hacia el final de la temporada de crecimiento, los días más cortos y las temperaturas más frías desencadenan la senescencia de las hojas en muchos árboles. La clorofila verde desaparece y los pigmentos carotenoides amarillos y anaranjados se hacen más visibles. La duración del día puede gobernar la senescencia de las hojas en los árboles caducifolios mediante su efecto sobre el metabolismo hormonal.

Pese a esta breve descripción de las diez etapas de crecimiento de la planta por parte del BBCH, esto puede parecer excesiva para algunos agricultores que ya tienen sus manos ocupadas gestionando el resto de aspectos de su industria agrícola. Sin embargo, la introducción de la escala BBCH se debe a nuestra mayor comprensión de la producción de cultivos y al reconocimiento de que los resultados de la gestión agrícola dependen en gran medida de la etapa de crecimiento del cultivo durante la cual se aplican.

Cómo Realizar Un Seguimiento De Las Etapas De Crecimiento De Cada Planta Con EOSDA Crop Monitoring

Normalmente, los agricultores entienden claramente qué actividades de gestión agrícola deben realizarse y en qué etapas de crecimiento de la planta. Sin embargo, en el caso de las grandes explotaciones agrícolas, resulta difícil, impreciso y, a veces, imposible determinar “a ojo” en qué etapa de crecimiento se encuentra el cultivo y cuánto tiempo permanecerá en esa etapa.

Por eso hemos incluido la función de Etapa de crecimiento en la plataforma EOSDA Crop Monitoring. Su función es ayudar a los agricultores a:

• conocer la etapa actual de crecimiento de la planta;
• comprobar si el cultivo está rindiendo por debajo o por encima de lo esperado;
• determinar cuándo es mejor aplicar fertilizantes, regar el campo o realizar otras tareas agrícolas para garantizar un crecimiento normal del cultivo.

Las escalas de las etapas de crecimiento de la plataforma (basadas en la escala universal BBCH) cubren ahora más de 30 cultivos diferentes, lo que permite un seguimiento preciso de su desarrollo. Maíz, avena, patata, soja, girasol y trigo son sólo algunos ejemplos. Envíenos un correo electrónico a sales@eosda.com y le facilitaremos una lista completa de los cultivos disponibles.

Seguimiento De La Actividad Agrícola No Realizada

Cada cultivo tiene sus propias necesidades en cada etapa de crecimiento, por lo que los agricultores deben ajustar la aplicación de fertilizantes, riego y otras prácticas en consecuencia. Si no se toman las medidas necesarias en esta etapa de crecimiento de la planta, lo que lleva a una vegetación más baja, los gráficos basados en índices en EOSDA Crop Monitoring mostrarán una disminución.

Sepa Cuándo Regar El Campo

Utilizando EOSDA Crop Monitoring para obtener las etapas de crecimiento BBCH de un cultivo especificado, puede programar su fertilización, riego de precisión y aplicaciones de herbicidas para obtener el máximo efecto. Basándose en los datos meteorológicos actuales y previstos para el futuro más inmediato, el algoritmo de la plataforma, basado en inteligencia artificial, estima con precisión las diferentes etapas de crecimiento de la planta y cuánto tiempo durarán.

Además, los agricultores pueden utilizar la previsión meteorológica para los próximos 14 días de la plataforma, en combinación con los datos sobre la etapa de crecimiento de la planta, para ahorrar tiempo y dinero mientras llevan a cabo las actividades agrícolas necesarias.

Por ejemplo, puede programar la aplicación de herbicidas pre-emergentes en un campo de maíz el tercer día después de la siembra, tiempo suficiente entre la siembra y la aparición de los primeros brotes. Sin embargo, la previsión meteorológica de la plataforma para ese día pronostica lluvia, que lavará esos productos químicos. En este caso, puede esperar hasta el día siguiente para aplicar los herbicidas y seguir protegiendo al cultivo en el momento adecuado de su desarrollo.

Examine El Rendimiento Del Cultivo

Combinando la escala de etapas de crecimiento de las plantas, junto a datos meteorológicos e índices de vegetación derivados de datos satelitales, puede obtener una imagen completa del rendimiento de los cultivos en sus campos. Supongamos que su cultivo no está rindiendo todo lo bien que debería para su etapa de crecimiento. En ese caso, puede comprobar si hay plagas o enfermedades de las plantas o aumentar la productividad aplicando fertilizantes, métodos de protección de cultivos y/o cualquier otra actividad adecuada de gestión del campo. Por otro lado, si el rendimiento del cultivo es excesivo, puede acelerar el calendario de cosecha en lugar de arriesgarse a dañar el cultivo esperando a que esté demasiado maduro.

Los agricultores pueden hacer un mejor uso de los insumos y aumentar el rendimiento de sus cultivos con la ayuda del conocimiento de las etapas de crecimiento de las plantas y la correlación exacta entre estas etapas y la gestión del campo. El lenguaje estandarizado utilizado en la escala BBCH sobre las etapas de crecimiento facilita la comunicación entre la agricultura y las industrias relacionadas. El alcance global de esta escala también facilitará la difusión de ideas y tecnologías beneficiosas para el cultivo en todo el mundo.