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Understanding how plants overcome drought by controlling stomatal function: applicability and impacts on agriculture

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Un estudio de los indicadores de estrés hídrico de los cultivos mejora la eficacia del riego

Los fitofisiólogos necesitan indicadores fiables sobre el estrés hídrico y ahora que los han encontrado, los investigadores pueden saber cuándo las plantas necesitan agua y qué cantidad, lo cual se traducirá en un futuro riego eficiente.

Cambio climático y medio ambiente
Alimentos y recursos naturales

La tasa de crecimiento demográfico mundial supera de lejos a cualquier aumento de la producción agrícola. La agricultura no puede seguir el ritmo y uno de los principales motivos es la disponibilidad hídrica. Para satisfacer las necesidades de la población previstas para 2050, la agricultura necesitará un 70 % más de agua que en la actualidad. Sin embargo, en general no se dispondrá de esa cantidad de agua. Muchas regiones del mundo, incluida Europa, afrontan una menor disponibilidad de agua debido al cambio climático. En los países áridos y semiáridos, la agricultura ya consume alrededor del 80 % del agua dulce disponible y consumirá incluso más a medida que se consolide el cambio climático. Por lo tanto, la agricultura debe ser más eficiente. Los europeos tendrán que empezar a regar los cultivos y a hacerlo con precisión, pero las prácticas de gestión del riego actuales son limitadas por cuanto refiere a la determinación de los volúmenes óptimos de agua para el cultivo en condiciones de sequía. Se necesitarán nuevos métodos de riego. Conseguirlos requiere una plena comprensión de la respuesta fisiológica de los cultivos a la sequía.

Estrés hídrico y respuesta a la sequía

El proyecto financiado con fondos europeos AgroPHYS investigó esta respuesta y empleó sensores mecánicos para hacer su seguimiento en tiempo real. La investigación contó con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie. El concepto de estrés hídrico resulta fundamental para estudiar la respuesta fisiológica de las plantas a la sequía. Este significa básicamente que la planta tiene sed, pero es incapaz de obtener suficiente agua. Posteriormente la planta no crecerá de forma óptima. Según explica Celia Rodríguez Domínguez, coordinadora del proyecto: «Resulta fundamental disponer del mejor indicador de estrés hídrico de la planta para programar el riego con precisión. Dicho parámetro indicaría cuánta agua debería aplicarse para el riego y en qué momentos».

Mejora del seguimiento del estrés hídrico

Con todo, comprender el estrés hídrico es complicado. Los dispositivos de vigilancia estándares resultan ambiguos y también difíciles de relacionar con distintas respuestas fisiológicas. La mayoría de los indicadores actuales no son aceptables. Para encontrar uno mejor, los investigadores de AgroPHYS emplearon una serie de instrumentos de vigilancia de plantas preexistentes para determinar los procesos fisiológicos. Lo más relevante e innovador de dichos instrumentos fueron las cámaras y microscopios especiales empleados para el seguimiento de las burbujas de aire en el sistema vascular de los plantones de olivo a medida que las plantas se deshidratan. Además, el equipo desarrolló una nueva combinación de técnicas de rehidratación, que se emplea para medir el movimiento del agua del suelo-raíz hasta la hoja. La nueva información fisiológica obtenida de estas observaciones fue lo más significativo de los resultados del proyecto. Otros resultados importantes fueron la demostración de que el conocimiento de la resistencia de las especies agrícolas al estrés hídrico resulta importante en un contexto de cambio climático. Sin embargo, es poco probable encontrar niveles de estrés elevados en árboles frutales, ya que lo evitan cerrando sus estomas. Los investigadores concluyeron que el grado hasta el que el cierre de los estomas limita la productividad depende de la capacidad subterránea de la planta de absorber agua. «Mostramos que la conductancia estomática debería ser la variable de interés para vigilar el estrés hídrico de los árboles frutales», añade Rodríguez Domínguez. En la práctica, si los científicos pudieran detectar antes el estrés hídrico en las plantas, los cultivos necesitarían menos agua, de forma que el riego sería más eficiente. Además, poder relacionar el estrés hídrico con la fisiología de la productividad permite que los investigadores personalicen las estrategias de riego según las etapas de crecimiento. Mediante el uso de sensores, los pequeños agricultores podrán incrementar los rendimientos y la calidad de los cultivos, a la vez que ahorran agua y mejoran la eficiencia hídrica.

Palabras clave

AgroPHYS, estrés hídrico, riego, agricultura, sequía, planta de cultivo, estoma, olivo

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