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Quinto Curso Básico de Viveros y Producción de Planta
EL MANEJO DE AGUA EN LOS CULTIVOS Y EL ENDURECIMIENTO
DE LAS PLANTAS CULTIVADAS EN VIVERO
Pedro Villar Salvador
Centro Nacional de Mejora Forestal " El Serranillo"
D.G.CO.NA.- Ministerio de Medio Ambiente
Apdo 249 19080 Guadalajara
C.E. : [email protected]
1) Importancia del agua en el cultivo de plantas.
El agua es uno de los factores más importantes en el cultivo ya que influye directamente
en el crecimiento de las plantas. Es el vehículo por el que la planta toma las sales minerales, es
esencial para que los tejidos y órganos puedan crecer y elongarse, permite la refrigeración de las
hojas a través de la transpiración y es la matriz donde se producen todas las reacciones químicas
de las células.
Durante el día la planta toma el agua contenida en el sustrato gracias a la evaporación del
agua en las hojas al abrirse los estomas. Esta agua perdida por evaporación debe ser repuesta y la
planta lo hace tomándola del suelo a través de las raíces y subiéndola por el interior del tallo. En
este proceso de absorción de agua se produce la toma de nutrientes del suelo. Por lo tanto cuanto
más activa sea la toma de agua más activa será la toma de nutrientes minerales. Por otro lado si
la planta encuentra el suelo seco tenderá a ahorrar agua a base de cerrar los estomas, lo que
redundará en perjuicio de la fotosíntesis, que es el medio por el cual las plantas producen su
sustento.
El crecimiento de los vegetales también está estrechamente ligado a su contenido hídrico.
Cuando un órgano (tallo, hojas) crece es debido a que las células que se han formado por
división se expanden hasta alcanzar su tamaño final. Esta expansión, que más bien podemos
hablar de hinchado, se produce gracias a que el agua entra en el interior de las células recién
divididas y las hincha causando su elongación, como si llenáramos un globo de aire. Cuanto
mayor sea el contenido de agua de una planta, mayor será la fuerza con la que las células se
expanden y mayor será el crecimiento del órgano. Cuando a la planta le falta agua, por ejemplo
porque el cultivo está seco, dispondrá de menos agua y, por tanto, la fuerza de expansión de las
células será menor siendo la consecuencia la formación órganos más pequeños (plantas más
pequeñas). Esto no debe producirse en el cultivo.
Otra función del agua en la planta es la de refrigeración de las hojas. Cuando hace mucho
calor y/o la planta está a plena insolación, las hojas se pueden recalentar mucho y su maquinaria
fisiológica verse dañada, repercutiendo negativamente en su crecimiento. Para ello los vegetales
mantienen la temperatura de sus hojas por medio de la transpiración hace que las hojas se enfríen
debido al proceso de evaporación de agua. En la Figura 1 se recoge de manera esquemática la
importancia del agua en los cultivos y el efecto negativo de su falta sobre las plantas.
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Afecta a :
Consecuencia
Fotosíntesis
Crecimiento y reservas de azúcares
Elongación células
Crecimiento : plantas pequeñas
Transpiración
Sobrecalentamiento foliar
Absorción de nutrientes
Deficiencia nutrientes : plantas
pequeñas
Falta de agua
en el cultivo
Figura 1. Intervención del agua en los procesos vitales de la planta y el efecto de su falta
en las plantas.
Otra función del agua en los cultivos es la que se le puede dar para amortiguar el efecto
de las heladas sobre las plantas. El riego se aplica en estos casos desde que la temperatura baja
del punto de congelación hasta que el hielo ha quedado fundido. La capa de hielo que se forma
proporciona un cierto aislamiento a las plantas. Esta práctica no puede emplearse con heladas
muy severas, pero se han logrado salvar cultivos con temperaturas de hasta -8ºC. La cantidad de
agua a aplicar varía con la temperatura que se ha de superar y la velocidad del viento.
2) Cantidad y calidad del agua de riego.
La cantidad y la calidad del agua de riego son factores muy importantes para la calidad
del cultivo. Por tanto, la posibilidad de disponer de agua en cantidad suficiente y de calidad
adecuada son criterios muy importantes a la hora de decidir donde vamos a instalar nuestro
vivero.
En general, para satisfacer todas las necesidades del vivero se precisa de gran cantidad de
agua. Además del riego de las plantas propiamente dicho, el agua es necesaria para otras
actividades como el lavado de los sustratos, la refrigeración de los invernaderos (si los hay), para
hacer tratamientos fitosanitarios, etc. La necesidad de agua es siempre máxima durante el verano
y depende mucho de las especies cultivadas y el clima en el que se ubica el vivero. Como
referencia del uso de agua Landis et al (1989) citan que para el cultivo de 1000 coníferas el gasto
de agua puede variar entre 42 y 95 litros de agua por semana.
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¿De dónde podemos obtener el agua para las necesidades del vivero? Se puede
extraer de un río, lago o pantano próximo (con los permisos correspondientes) y que podemos
almacenar en depósitos para ir aprovechándola paulatinamente, o bien extraerla de pozos. La
ventaja de estos últimos es que el agua es más limpia desde el punto de vista del contenido de
esporas de hongos patógenos o semillas de malas hierbas que pueden infestar nuestro cultivo.
Importancia de la calidad del agua. Además de tener garantizada la cantidad suficiente
de agua, ésta debe de ser de suficiente calidad y si no la es deberemos de tratarla para que pueda
tener un mínimo de calidad. La calidad del agua tiene dos componentes. Una química, que se
refiere sobretodo al grado de salinidad, es decir, a la cantidad y el tipo de sales disueltas, pero
que también puede referirse a otros compuestos químicos no deseables como son pesticidas y
metales pesados. La segunda componente de calidad del agua es la calidad biológica, que en
esencia hace referencia a la cantidad de esporas de microorganismos patógenos, algas y de
semillas de malas hierbas presentes.
La salinidad del agua es la resultante del conjunto de sales disuelta en ella. Cuando una
sal se disuelven en el agua se liberan iones que son los responsables de la mayor o menor
conductividad eléctrica del agua de riego. Estos iones pueden ser absorbidos por las plantas y la
mayoría de estos iones en cantidades no elevadas son beneficiosos para las plantas, ya que la
mayoría constituyen los nutrientes minerales que necesitan para su crecimiento. Sin embargo,
cuando algunos de estos iones están presentes en cantidades muy elevadas, la planta puede sufrir
daños o incluso morirse (aguas muy salinas).
La salinidad del agua se puede medir de dos formas:
1) Midiendo su electroconductividad, se mide en unidades de conductancia, a una temperatura prefijada que suele ser de 25ºC. Las unidades utilizadas son los Siemens por
centímetro (S cm-1) o bien mhos por centímetro, siendo esta última una unidad de
medida más antigua y que los electroconductivímetros actuales no emplean. Cuanto
mayor sea la salinidad del agua mayor será su elelectroconductividad. Es aconsejable que
la electroconductividad del agua de riego mezclada con la solución fertilizante que recibe
una planta no exceda de 2.700 microSiemens (µS cm-1). La diferencia de electroconductividad entre el agua de riego o fertirrigación y el agua que se libera por el fondo de los
contenedores después del riego (lixiviado) no debe exceder de 300-400 µS cm-1. Lo contrario indicaría un exceso de concentración de sales en el substrato y sería necesario proceder a riegos hasta llegar a valores normales.
2) Los sólidos totales disueltos: se determinan pesando una cantidad determinada de
agua, evaporándola y volviendo a pesar el depósito de sales resultante. Una estimación
de los sólidos totales disueltos en ppm se puede obtener multiplicando la electroconductividad medida en microsiemens por cm. por 0,64.
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Cuando se decide la instalación de un vivero, es esencial conocer la calidad del agua que
vamos a disponer. Para ello debemos de recoger una muestra de agua y llevarla a un laboratorio
que nos la pueda analizar. Es recomendable, en la medida de los posible, que se hagan análisis a
lo largo del año ya que la calidad fluctúa en el tiempo. En la Tabla 1 se refleja qué aspectos y
componentes de la calidad del agua deben ser conocidos.
Tabla 1. Componentes y aspectos de la calidad del agua que deben ser pedidos en un análisis de
agua para un futuro vivero de contenedor.
Parámetros
Conductividad eléctrica
pH
Concentraciones de
Amonio
Bicarbonatos
Boro
Calcio (Ca)
Carbonatos
Cloruros
Fósforo (P)
Magnesio (Mg)
Micronutrientes
Nitratos
Potasio (K)
Sodio (Na)
Sulfatos
Unidades
µS /cm
No tiene
ppm, mg/l, meq/l
Como ejemplo, en la Figura 2 se representa un análisis de agua estándar. En la figura
aparecen los umbrales de toxicidad de determinados iones. En dicho análisis, se observa que la
salinidad (EC) es muy elevada, entorno a 2060 µS cm-1. Teniendo en cuenta que debe desecharse
la utilización de aguas con EC>1500 µS cm-1, siendo deseable que la EC sea inferior a 500 µS
cm-1.
En los viveros de contenedor los problemas de salinidad pueden acentuarse cuando se
fertiliza mucho y cuando no se riega suficientemente el cultivo. No obstante, si se llevan los controles adecuados de medición regular de la electroconductividad tanto en el agua de riego o
fertirrigación como en el agua del lixiviado no debe haber problemas con ninguna de las especies normalmente cultivadas.
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Maximo
70
250
60
50
50
100
Figura 2. Resultado de un análisis de agua pedido a un laboratorio especializado en analítica de
agua.
El exceso de sales en el agua de riego conlleva dos grandes problemas. De un lado afecta
a las plantas reduciendo su crecimiento, quemando las hojas e incluso causando la muerte de las
plantas en los casos más agudos. Por otro lado, el exceso de sales produce la obturación de las
boquillas de riego, disminuyendo su eficacia y la homogeneidad de la distribución del agua, tan
necesaria para el buen desarrollo del cultivo. El exceso de salinidad en un agua es costoso de
controlar, pero existen procedimientos físico que lo permiten. En concreto, las osmosis inversa y
la desionización, desalinizan el agua de manera muy eficiente, pero con un costo muy elevado
que les hace resultar poco aconsejables en viveros comerciales.
El pH del agua indica la acidez o basicidad de la misma. En la España caliza dicho pH
normalmente estará entorno a 7 o por encima de dicho valor. Esto debe tenerse en cuenta a la
hora de cultivar ciertas especies cuyos requerimientos de pH sean especiales. El exceso de Ca
(>100 ppm), que suele ir asociado con pH elevados, puede originar problemas de absorción de
Mg y Fe, causando deficiencias de estos elementos, solventables aumentando la dosis de estos
elementos en la fertilización. De la misma manera, un exceso de Mg (> 50 ppm) puede causar
una dificultad de absorción del Ca. Las deficiencias de pH pueden ser parcialmente corregidas.
Si el agua es muy básica, su pH se puede rebajar con ácidos que, además, pueden aportar
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nutrientes, como es el caso de los ácidos fosfórico, nítrico y sulfúrico. La alcalinización del agua
es mucho más difícil y si interesa es frecuente añadir algún corrector al sustrato, como polvo de
dolomía. La acidificación del agua no conlleva un aumento apreciable de la salinidad.
El exceso de carbonatos y bicarbonatos, más que originar toxicidad, producen un
blanqueamiento de las superficies de las plantas que las afean y hacen poco atractivas de cara a
su comercialización. El control de estos compuestos se puede hacer acidificando el agua.
El control de la calidad de las aguas debe ser bastante continuo y realizarse al menos
cada estación ya que la concentración de sales en el agua puede variar sensiblemente a lo largo
del año. Las prácticas culturales para evitar acumulación de sales pasan generalmente por usar
sustratos con buena porosidad y por la aplicación de riegos frecuentes que permitan la lixiviación de las sales sobrantes provenientes de la fertilización. Tampoco es bueno que se riegue con
agua muy pura (EC<200 µS cm-1) ya que lavan muy intensamente las sales que introducimos en
la fertilización, originando deficiencias de calcio y magnesio en las plantas. Se recomienda no
regar con aguas con menos de 500 µS cm-1.
Para controlar la población de patógenos y otros organismos no deseables es muy
recomendable la cloración del agua. Las semillas de las malas hierbas y algunos organismos
patógenos pueden ser eliminadas con filtros especiales.
3) ¿Cómo controlar la cantidad de riegos y el momento de efectuarlo?
No existe una receta magistral que permita decir cuánta agua debemos de echar a nuestro
cultivo. La cantidad de agua dependerá de los tipos de contenedores, substratos, de las especies
que estemos cultivando, de la época del año, del clima en el que está enclavado el vivero, etc. Al
final es la práctica y la experiencia la que dictamina la cantidad de riego. Es importante mantener
un nivel adecuado de humedad en todo momento. No es bueno que los sustratos estén muy
encharcados porque si no se produce un lavado excesivo de nutrientes y se reduce la cantidad de
aire disponible para que las raíces puedan respirar. Tampoco es bueno la situación contraria, es
decir, que el sustrato se seque mucho porque como ya hemos visto anteriormente afectará al
crecimiento y nutrición de las plantas. En el caso de utilizarse turba como sustrato si ésta se seca
demasiado volver a empaparse con el riego es muy difícil.
Cuanto mayor sea el volumen de los contenedores mayor será la cantidad de agua
almacenada en el sustrato y, por tanto, menor será la frecuencia de riego. Cuanto más poroso sea
nuestro sustrato más tendremos que regar. Cuanto más grandes sean las plantas, más hojas
tengan y, por tanto, su capacidad de transpiración sea más elevada, mayor será la cantidad de
agua que habrá que aportar.
Un modo de determinar cuando regar es determinar humedad contenida en los
cepellones. Ello se hace ojeando los cepellones, pero para ello se necesita de una cierta
experiencia. Hasta que se adquiera, existen otros métodos como son:
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-La medida del peso de un grupo de contenedores de modo que cuando se alcance una
pérdida de peso de las bandejas se vuelva a regar. Es una vía con mucho futuro porque es simple,
fácil de automatizar y relativamente barato.
-Control directo del estado hídrico de las plantas con un aparato llamado cámara de
presión o cámara de Scholander. Es el mejor método pero es un tanto incómodo de utilizar en el
vivero y caro.
-Utilización de unos aparatos denominados TDR: estiman directamente la humedad del
suelo. Son muy eficaces pero actualmente son muy caros, pero se están desarrollando modelos
que en el futuro serán muy asequibles.
Es muy importante decidir qué cantidad agua es necesaria para regar. Es preciso que la
cantidad de agua sea suficiente para que se sature todo el substrato del contenedor e incluso se
produzca una pequeña lixiviación, es decir, que percole un poco de agua por los agujeros de
drenaje de los contenedores. Si no se expulsa todo el aire del contenedor se forma una capa seca
bajo la primera capa húmeda que puede llegar a dificultar la humidificación de la parte baja del
contenedor. Si esto llega a ocurrir las raíces crecerán mal y en vez de crecer hacia abajo tenderán
a hacerlo hacia arriba, dando conformaciones de raíces muy defectuosas que después en campo
impedirán a la planta desarrollarse adecuadamente. Además, puede producir concentraciones
indeseables de sales.
Las necesidades de riego son diferentes en cada fase de cultivo. Al realizar la siembra, al
comienzo de la fase de establecimiento, el substrato debe saturarse completamente. Antes de la
germinación, y en general durante toda esta fase, la principal pérdida de agua del sistema es por
evaporación a través de la parte superior del contenedor. El riego debe realizarse en pequeñas
cantidades y con alta frecuencia para ir reponiendo el agua en la capa de substrato superior del
contenedor, en la que, además, estará contenida la semilla. La frecuencia es importante, ya que
riegos excesivamente distanciados dejarán la semilla seca durante algún tiempo, lo que
provocará una disminución de su germinación, y riegos excesivamente frecuentes, con un estado
de encharcamiento en la zona donde se sitúa la semilla pueden favorecer el desarrollo de hongos
que las pudran.
Una vez que las semillas han germinado y ya se ha formado una pequeña plantita cuyas
raíces han empezado a colonizar el alveolo del contenedor, comienza la fase de rápido
crecimiento de las plantas. A partir de este momento la manera de regar debe de cambiar ya
que ahora la nueva plantita empieza a evaporar el agua del sustrato, es decir, las pérdidas de agua
de los contenedores no se producen solamente por evaporación sino también por transpiración
de las plantas. Se recomienda mantener siempre los sustratos bien humedecidos (que no
encharcados) para mantener las condiciones ideales de crecimiento de las plantas.
En los cultivos de especies de hoja ancha (robles, castaños, nogales, cerezos) es
importante tener en cuenta que sus hojas crean una capa que es difícil de rebasar por el agua del
riego por lo que la cantidad de agua que se les debe aportar es mayor.
En la fase de endurecimiento, cuando las plantas ya han alcanzado su tamaño final
deseado, hecho que ocurrirá hacia finales del verano, la manipulación del riego es una de las
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maneras más efectivas de iniciar la parada del crecimiento de las plantas antes de almacenarlas o
transportarlas. Ya hemos dicho previamente que si las plantas no están bien regadas su
crecimiento se frena o incluso se puede anular. Así, si en el vivero espaciamos los riego o
regamos un poco menos para que las plantas puedan disponer de menos agua de manera que
experimentan una ligera sequía (es muy importante que sea muy suave) la planta frenará su
crecimiento. Este periodo deberá de llevarnos un par de meses hasta que los fríos invernales se
echen encima y las plantas ya frenen su crecimiento por las bajas temperaturas. No obstante la
eficacia de este proceso debe comprobarse para cada especie antes de generalizar su uso.
Durante el periodo invernal los riegos se espacian más ya que las bajas temperaturas
hacen que las plantas transpiren muy poco. No obstante, es importante que los capellanes
permanezcan húmedos para que las plantas no sufran nunca deficiencias de agua y porque
resisten mejor las heladas que si están secas. Es también importante evitar excesos porque de lo
contrario el riesgo de pudrición es elevado.
Cuando la planta sea vendida debe de ir muy bien regada para que durante el viaje y las
tareas de plantación nunca llegue a secarse.
4) Tipos de sistemas de riegos.
El método de riego que se debe seleccionar va a depender del tamaño del vivero. Se
pueden emplear métodos automatizados de riego pero solo serán rentables en viveros grandes.
En los viveros pequeños, que es el caso de la inmensa mayoría de los españoles convienen los
manuales, en los que el operario enciende y apaga a voluntad. La forma habitual de regar en
viveros de contenedor es por medio de sistemas que aportan el agua por encima de la planta.
Dentro de estos tipos podemos distinguir varios tipos. Los difusores y aspersores están situados
sobre una estructura móvil, que denominamos corrientemente carros, y que van moviéndose
cultivo arriba y cultivo abajo regando las plantas. Otros sistemas son fijos y consisten en
difusores colgados de un entramado de conducciones suspendido por encima del cultivo o bien
en aspersores de rotación que van unidos a conducciones a ras de tierra.
El sistema de riego debe de poder distribuir el agua uniformemente de modo que a cada
planta le llegue más o menos la misma cantidad. La uniformidad de riego depende de cinco
factores:
-
El diseño del difusor
El orificio del difusor
La presión del agua
El espaciado y disposición del difusor
El viento
En cualquier sistema de riego, es importante que la gota de agua sea lo grande suficiente
como para atravesar el follaje de la planta y reduzca en lo posible la deriva ocasionada por el
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viento; pero a la vez que sea lo suficientemente pequeña para no causar salpicaduras que puedan
levantar el sustrato o dañar a los germinados.
La distancia de colocación de las boquillas de riego en las líneas de riego es un aspecto
de gran importancia ya que determinará en gran medida la homogeneidad del riego. Es básico
que estén a una distancia tal que se produzca un cierto solapamiento en los abanicos de agua
difundido por cada boquilla tal como se indica en el siguiente dibujo.
Es importante indicar que se debe controlar y comprobar la homogeneidad del riego ya
que condiciona la regularidad de las partidas de planta. Debemos de darnos cuenta que muchas
veces en el agua de riego introducimos fertilizante y pesticidas con lo que sí el riego no es
uniforme se acentuarán las diferencias entre unas zonas y otras del cultivo.
¿Cómo comprobar la uniformidad y chequear nuestro sistema de riego?
Material necesario:
- Recipientes para recolectar agua: Hasta 50 o más recipientes pueden ser
necesarios dependiendo de nuestro sistema de riego. Se pueden emplear
vasitos de plástico o papel. Es fundamental que los recipientes sean idénticos.
- Cinta métrica
- Reloj, para cronometrar
- Una probeta
- Una calculadora o una hoja de cálculo
Procedimiento
Elegir un día o una hora sin viento, por ejemplo de madrugada.
1) Diseñar un retículo imaginario entre dos difusores en el que la distancia entre nudos sea de
entre 15 y 25 cm (Figura 3). Sitúe los recipientes en dicha malla manteniendo la distancia
entre recipientes de manera exacta. Dibuja la malla en un estadillo de tal manera que cada
celda constituya un recipiente.
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Difusor
Recipientes
Figura 3. Esquema de disposición en malla de los recipientes para la recogida de agua
2) Regar durante un cierto tiempo y mide la duración. Posteriormente mide la cantidad de agua
caída en cada recipiente con la probeta y anótalo en el estadillo
3) Analizar los datos:
Variabilidad de la distribución del riego. Para ello debemos de calcular el coeficiente de
uniformidad de acuerdo con la siguiente fórmula
CU= 100 * [ 1 – (B / A)], donde A= es la media aritmética de las
determinaciones de volúmenes ([V1+V2+V3+....Vn] / nº de recipientes) y B= a la desviación
típica de las mediciones de agua caída en los recipientes. En una calculadora con operaciones
estadísticas viene representada por la tecla σ. Si no tienes calculadora se puede calcular con la
fórmula
ΣV
2
i
-
(Σ Vi)2
n
donde Vi es el volumen de cada recipiente
Patrones de distribución del riego. Al dato de volumen promedio de agua caído en
nuestros recipientes, debemos de restarle el volumen individual de cada uno de nuestros
recipientes. De este modo obtendremos una serie de valores positivos y negativos, tantos como
recipientes tengamos y que podemos representar en nuestro estadillo de celdas para así tener una
visión espacial e identificar puntos secos y más húmedos en nuestro sistema con respecto a los
difusores.
Tasa de riego. Podemos conocer que volumen de agua cae sobre las plantas por unidad
de tiempo sumando el volumen de agua que ha caído en nuestros recipientes y dividiendo dicha
cifra por la suma de la superficie total del conjunto de recipientes. Imaginar que hemos usado 50
recipientes, da unos de 40 cm2 de boca. La suma total de superficie es 50 * 40 = 2000 cm2 (0,2
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m2). Si el volumen total de agua recogido en los 50 recipientes es 5 litros en un periodo de 0,5 h,
la tasa de riego será 5/0,2 = 25 l / m2 y por lo tanto en una hora será de 50 l / m2 h. Conocer este
valor es importante para realizar los cálculos de fertilización en el vivero.
5) El endurecimiento en las plantas cultivadas en contenedor. Objetivos del
endurecimiento y su enmarcado dentro del ciclo productivo de la planta.
El endurecimiento es la fase del cultivo en vivero forestal en que se potencian
determinados mecanismos de la biología de las plantas relacionados con la resistencia a
situaciones o factores de estrés: estrés hídrico, térmico y mecánico. Otros formas frecuentes
en la literatura de denominarse al proceso de endurecimiento son “preacondicionamiento” o
“acondicionamiento” a de las plantas a situaciones de estrés.
El endurecimiento se aplica durante las últimas fases del cultivo, coincidiendo con el
final del periodo de crecimiento de las plantas hacia el final del verano o principios del otoño
y cuando las plantas ya han alcanzado más o menos los tamaños deseados. Hasta entonces y
tal como hemos dicho hasta ahora, durante las fases de enraizamiento y de crecimiento las
plantas han de ser cultivadas con una disponibilidad de agua y nutrientes óptimas. Sin
embargo, la planta producida en dichas condiciones puede disponer de una calidad
morfológica, sanitaria y de unos contenidos en nutrientes adecuada, pero es vulnerable a
factores de estrés. Son plantas que pueden desecarse rápidamente o sufrir daños inducidos por
bajas temperaturas o manipulaciones indebidas. Es en este momento cuando la planta debe de
ser “endurecida” para que sus mecanismos fisiológicos de resistencia a situaciones difíciles
sean potenciados.
El endurecimiento no debe considerarse aisladamente del resto de los procesos de
cultivo sino como una parte complementaria en la que la resistencia de una planta y su
capacidad de medra en campo va a depender de una serie de actuaciones globales de cultivo.
De nada sirve endurecer una planta que no presenta buenos niveles de nutrientes por no haber
sido bien fertilizada, o se encuentra morfológicamente desequilibrada por no haberse
empleado un contenedor de volumen y diseño apropiado o densidades de cultivo adecuadas.
5-a) El endurecimiento de las plantas ocurre espontáneamente en ambientes
naturales.
El endurecimiento que aplicamos en el vivero de un modo controlado no hace mas
que imitar lo que ocurre de un modo espontáneo y continuo en la naturaleza. Un par de
ejemplos de ello pueden ilustrar muy bien el sentido del endurecimiento practicado en vivero.
Un ejemplo clásico es el que experimentan algunas plantas durante el final del verano
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y a comienzos del otoño como preparación para los rigores invernales. En la Figura 4 se
reproduce los cambios que experimentan numerosas coníferas como Pinus sylvestris, P.
uncinata o P. nigra que crecen en latitudes altas o en zonas de alta montaña. En dichas
especies, durante los meses de primavera y hasta mediados del verano el crecimiento de la
planta es activo y rápido. En esa época la resistencia a la helada y en general a otras
situaciones de estrés es baja. Sin embargo, a medida que se va aproximando el final del
verano el crecimiento de las plantas se ralentiza hasta detenerse entrando la planta en
dormancia o letargo. Esta detención es debida al estímulo de los días más cortos
(acortamiento de la duración de los días) y de la reducción de la temperatura nocturna.
Paralelamente, la capacidad de resistencia de las plantas a factores de estrés se incrementa
hasta alcanzar un máximo a mediados del otoño y que se mantiene a lo largo de buena parte
del invierno. A medida que va acabando el invierno y los días se van alargando de nuevo y la
temperatura asciende, las plantas se vuelven a relajar, incrementándose su susceptibilidad a
situaciones de estrés. En este ejemplo, la reducción del fotoperiodo y la disminución de la
temperatura actúan como estímulos para que los mecanismos fisiológicos de resistencia de la
planta se desencadenen
+
+
-
Temperatura
Crecimiento
Marzo
Sept
Capacidad de
formación de raíces
baja
alta
Crecimiento de
tallos
rápida
dis minuye
Resistencia a
estrés
baja
baja
Marzo
Nov
Junio
Resistencia a las
heladas
-
Fotoperiodo
me dia
Dormancia
baja
alta
baja
me dia
alta
me dia
alta
me dia
Figura 4. Cambios experimentados en algunas variables fisiológicas en especies
típicas de latitudes altas o de alta montaña a medida que varía la longitud de los días y la
temperatura.
Otro ejemplo interesante de endurecimiento en ambientes naturales es el que
experimentan algunas plantas del bosque esclerófilo mediterráneo ante la llegada del verano.
Esta época del año es el periodo más limitante para el desarrollo de las plantas de estos
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bosques ya que deja de llover y las temperaturas son muy elevadas, sometiendo a las plantas a
una fuerte sequía. En una de las especies más características de este bosque, la encina, los
árboles realizan una serie de cambios fisiológicos que reciben el nombre de ajustes osmóticos
al llegar el verano. El ajuste osmótico consiste en el acumulo de azúcares y sales minerales en
las células de la planta que produce una reducción del potencial osmótico de la planta
permitiéndola absorber con más intensidad el agua del suelo y mantenerse hidratadas y en
funcionamiento a pesar de la sequía.
Estos dos casos constituyen ejemplos de como determinados estímulos en ambientes
naturales (duración del día, la temperatura y la sequía) son capaces de incrementar la
resistencia de las plantas a situaciones de estrés. Cuando endurecemos en el vivero lo que
hacemos es reproducir dichas situaciones para que nuestras plantas se vuelvan muy
resistentes.
5-b) Métodos más habituales de endurecer las plantas en viveros en contenedor
Existen varios procedimientos para endurecer las plantas crecidas en viveros de
contenedor.
3a) Endurecimiento por acortamiento de la duración del día. Este método se basa la
influencia que tiene la duración de los días (fotoperiodo) como estímulo que dispara la
entrada de las plantas en letargo y la activación de los mecanismos fisiológicos de resistencia
a estrés. Para ello las plantas son sometidas a condiciones de días cortos (reducción del
fotoperiodo) imitando lo que sucede en condiciones naturales al avanzar el fin del verano y
principios del otoño. Esta forma de endurecimiento se emplea para plantas que han sido
producidas en invernadero a lo largo del invierno y la primavera y van a ser plantadas a
finales de la primavera y comienzos del verano. También se emplea para endurecer plantas
destinadas a repoblaciones otoñales muy tempranas.
¿Cómo se someten las plantas a condiciones de día corto? La forma de reducir el
fotoperiodo es impidiendo la entrada de luz en los invernaderos por medio de lonas opacas
durante algunas horas al día. La utilización del acortamiento de fotoperiodo no es empleada
en España ya que la mayoría de las especies utilizadas son plantadas en mitad del otoño,
invierno y principios de la primavera y la mayoría de los viveros producen sus plantas al aire
libre. Solo sería aplicable a plantas de alta montaña (Pinus sylvestris y P. uncinata) crecidas
en invernadero.
3b) Endurecimiento por cambios en el régimen de fertilización. Durante la fase de
crecimiento rápido se prima el crecimiento de las plantas por medio de elevadas dosis de
nitrógeno en la fertilización. Una vez que la planta ha alcanzado el tamaño deseado, durante
la fase de endurecimiento, debe de frenarse el crecimiento de la parte aérea y estimularse el
crecimiento de las raíces y el diámetro del tallo. Para ello se reduce el aporte de nitrógeno y se
incrementa el de potasio. La reducción de nitrógeno produce un mayor freno del crecimiento
de la parte aérea que el de la parte radical, mientras que el incremento de potasio facilita la
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realización de ajustes osmóticos por parte de la planta y, por tanto, la adquisición de
resistencia a la helada y a la sequía.
3c) Endurecimiento por reducción de la temperatura. Se basa en reducir la
temperatura en la que crecen las plantas con el fin de frenar su crecimiento y activar la
entrada en dormancia de las plantas, imitando el descenso de temperatura otoñal. La
utilización de la temperatura de una forma controlada para endurecer solamente ha sido
empleada en el ámbito experimental y a pequeña escala. A pesar de haberse mostrado muy
eficaz, su viabilidad como método de endurecimiento es muy limitada ya que se precisa de
una infraestructura compleja y costosa que no hacen atractivo su uso. No obstante, la
aplicación del frío se realiza de manera automática en los viveros al llegar el otoño. El
enfriamiento de la temperatura al acabar el otoño endurece a las plantas.
3d) Endurecimiento por sequía moderada. Tiene por objeto someter al cultivo a una
sequía moderada que fuerce a las plantas a frenar su crecimiento, sobre todo en altura, y a
activar sus mecanismos de resistencia a la falta de agua. Dado que la sequía es el principal
freno del desarrollo y el éxito de las repoblaciones y teniendo en cuenta la biología de las
especies del bosque mediterráneo, el control del riego junto con la fertilización se configuran
como las formas más factibles de endurecimiento en los viveros instalados en zonas
mediterráneas. No obstante, dado que la fase de endurecimiento es practicada durante el
otoño las plantas, además, benefician automáticamente de la reducción de modo natural de las
temperaturas y del fotoperiodo.
Es fundamental hacer hincapié que el endurecimiento por estrés hídrico no
consiste en someter a las plantas a situaciones extremas de desecación sino simplemente
someterla a niveles de desecación moderados que sirvan de estímulo para que los
mecanismos de tolerancia a la sequía se activen. De hecho si son sometidas a
endurecimiento fuerte las plantas no se endurecen.
5-c) Efectos del endurecimiento por sequía moderada en la calidad de planta y su
resistencia a factores de estrés
a) Efecto sobre el crecimiento y morfología de la planta. Un efecto inmediato del
endurecimiento por estrés hídrico es la ralentización o parada del crecimiento de la planta.
Como muestra de este hecho se ilustra un ejemplo del pino piñonero (Pinus pinea) (Figura 5).
En dicho cultivo se endurecieron plantas que habían sido altamente fertilizadas (líneas
discontinuas y símbolos cerrados) y plantas poco fertilizadas (líneas continuas y símbolos
abiertos). Al comenzar la fase de endurecimiento (indicado con una flecha), las plantas más
fertilizadas lógicamente habían crecido más que las menos fertilizadas. Al someterse a las
plantas a dos niveles endurecimiento por sequía (bajo=A y moderado=B), se observa que
tanto las plantas altamente fertilizadas como las poco fertilizadas sufren una reducción de su
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crecimiento con respecto de los dos controles (control N1 y control N2, es decir, plantas bien
regadas). El efecto final es que las plantas altamente fertilizadas y endurecidas (A N2 y B N2)
alcanzan tamaños iguales que las plantas control poco fertilizadas (control N1).
M asa d e la parte aérea (g)
3,5
3
2,5
2
Control N1
A N1
B N1
Control N2
A N2
B N2
comienzo
endurecimiento
1,5
1
0,5
0
19-feb
31-mar
10-may
19-jun
29-jul
7-sep
17-oct
26-nov
Tiempo
Figura 5. Evolución del crecimiento de la parte aérea en plantas de Pinus pinea
altamente fertilizadas (N2= nitrógeno por planta = 100mg; línea discontinua y símbolos
cerrados) y poco fertilizadas (N1= nitrógeno por planta =6mg; línea continua y símbolos
abiertos). La flecha indica el momento de aplicación del endurecimiento por estrés hídrico.
b) Efecto sobre la concentración de nutrientes y carbohidratos de reserva. Un aspecto
muy importante para determina el que la planta sea de calidad es su estado nutricional. El
desarrollo de las plantas en campo está a menudo directamente relacionado con el contenido
de nutrientes de azúcares de reserva.
Tal y como explicamos en la parte primera del capítulo, cuando las plantas son
sometidas a sequía pueden ralentizar la absorción de nutrientes y, por tanto, presentar
deficiencias. Sin embargo, experiencias de endurecimiento por sequía realizadas con Pinus
halepensis y P. pinea demuestran que si el endurecimiento por sequía aplicado en las últimas
fases del cultivo es suave o moderado no reduce la concentración de nutrientes minerales en
las plantas. En algunos casos incluso se puede incrementar.
La explicación a dicho fenómeno se basa en que el crecimiento es más sensible a la
sequía que la absorción de nutrientes, es decir, que a determinados niveles de déficit hídrico,
el crecimiento se detiene antes que la absorción de minerales. Cuando el crecimiento de las
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plantas es mayor que la tasa con la que absorben nutrientes, la concentración de los mismos
en la planta disminuye. En el caso del endurecimiento por sequía al disminuir el crecimiento
la concentración de nutrientes no se ve afectado ya que la asimilación de nutrientes iguala a la
de crecimiento. Si el crecimiento se detiene completamente incluso se producirá una ligera
concentración de los nutrientes minerales ya que, aunque fuertemente disminuida, la
absorción de nutrientes proseguirá.
En algunas especies se produce también un aumento de las reservas de azúcares con el
endurecimiento. Los azúcares son básicos para que las plantas puedan mantenerse y crecer,
especialmente durante los periodos más difíciles (periodos de sequía, durante el invierno)
c) Efecto sobre la resistencia a la helada. El endurecimiento puede incrementar la
resistencia de las plantas a las heladas. En P. pinea se sabe que el daño experimentado por las
plantas al ser sometido a una helada de -8º C es menor en las plantas endurecidas que en las
no endurecidas por estrés hídrico.
d) Efecto sobre la economía del agua de las plantas. El endurecimiento por sequía
puede producir a una serie de modificaciones en la economía hídrica de las plantas, que
pueden influir en el desarrollo de las mismas en campo bajo condiciones limitantes. Es
importante resaltar que los cambios inducidos no tienen porque afectar por igual a todas las
especies. El tipo de modificación y su magnitud dependerá de cada especie. En general los
aspectos de la economía del agua que más se modifican son la tasa de transpiración y la
capacidad de realizar ajustes osmóticos.
Hay especies como el pino carrasco (Pinus halepensis) y el pino piñonero (Pinus
pinea) que cuando experimentan sequía suave reducen su capacidad de transpiración
durante algún tiempo cuando de nuevo se les vuelve a regar óptimamente. Esto tiene la
ventaja de que las plantas endurecidas de dichas especies al ser plantadas en lugares que en
ese momento estén un poco secos gastarán poca agua y, por tanto, las reservas de agua del
suelo se mantendrán más tiempo a la espera de mejores momentos.
Hay otras especies que no hacen ajustes en su capacidad de transpirar sino lo que
hacen son ajustes osmóticos. Ya hemos dicho antes que este proceso consiste en la
acumulación por parte de las plantas de sales minerales y azúcares en el interior de sus
células, lo que les permite absorber más agua del suelo y mantenerse turgentes en situaciones
de sequía, algo fundamental para que la planta pueda funcionar con normalidad. Los dos
pinos mencionados anteriormente no son capaces de realizar estos ajustes pero si lo son las
encinas, el olivo, el algarrobo, la coscoja, etc. Como ejemplo de la importancia del ajuste
osmótico en la Figura 6 se presenta el comportamiento de la fotosíntesis en plantas de olivo
endurecidas y sin endurecer. Lo que se observa en dicha figura es que cuando aumenta el
nivel de sequía que padecen las plantas, las plantas de olivo que ya antes habían sido
sometidas a endurecimiento por sequía, ahora son capaces de mantener su fotosíntesis más
alta que las plantas que no habían sido endurecidas. Esta respuesta permitirá a las plantas de
olivo endurecidas crecer o llenar sus reservas de azúcares en condiciones de sequía cosa que
no podrán hacer las no endurecidas.
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e)
Efecto sobre la capacidad de regeneración radical El establecimiento de las
plantas en campo después de la plantación está a menudo estrechamente relacionado con la
rápida formación de una buena cantidad de nuevas raíces. Algunos trabajos antiguos
demostraron que el endurecimiento por estrés hídrico podía incrementar la capacidad de
formación de nuevas raíces. Sin embargo, nuestras experiencias indican que hay especies que
no muestran respuesta alguna e incluso si el nivel de sequía es pronunciado puede disminuir
la formación de nuevas raíces causado por daños a la planta.
Endurecimiento y fotosíntesis en Olea europaea
T a sa d e fo to sí n te si s
12
10
8
Ψπo= -1,80 MPa
ENDURECIDA
6
Ψ πo= -1,42 MPa
SIN ENDURECER
4
2
0
0
1
2
3
4
5
6
Potencial base (-MPa)
+
Estrés hídrico
Figura 6. Evolución de la fotosíntesis en plantas de Olea europaea endurecidas por
sequía (línea discontinua) y no endurecidas (línea continua) al producirse un nuevo periodo
de sequía.
5-d) Aplicación del endurecimiento por estrés hídrico en vivero: ciclos de sequía
y consejos prácticos.
El endurecimiento de las plantas por estrés hídrico se realiza por medio de ciclos de
sequía. El modo más sencillo y económico de controlar los ciclos de sequía y su intensidad es
a través del grado de pérdida de agua que experimentan las bandejas de plantas con respecto a
su peso en saturación. El control del peso de las bandejas se realiza a través de una balanza
sencilla con una precisión de entre 250-500 g. El viverista puede elegir al azar una población
de bandejas de su cultivo y controlar su peso en saturación (peso máximo que tienen las
bandejas cuando las plantas acaban de ser bien regadas). Por medio de pesadas periódicas y
relativizando el peso de las bandejas en cada momento con respecto a su peso máximo se
puede conocer el porcentaje de pérdida de peso en cada instante. Cuando el peso de las
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bandejas alcanza un valor de pérdida determinado se riega abundantemente el cultivo,
comenzándose de nuevo otro ciclo de sequía. Para contenedores rígidos de 300 ml. (Arnabat,
Forest Pot) hemos constatado que los valores de pérdida de peso que mejores resultados son
del 40-43% de pérdida de peso.
La duración del periodo de endurecimiento puede ser de alrededor de 2 meses,
comenzándose a mediados-finales de septiembre. La combinación con un régimen de
fertilización de endurecimiento es muy conveniente.
Por último es importante resaltar que para que el endurecimiento por sequía sea
efectivo es necesario disponer de algún sistema de toldos de plástico transparente que cubra el
cultivo durante los episodios de lluvia con el fin de conseguir que las plantas completen los
ciclos de sequía.
La rehidratación del cepellón una vez alcanzado el nivel de estrés hídrico deseado se
ve muy favorecida si en la mezcla del sustrato se ha incorporado una pequeña fracción de
vermiculita (20%) junto con la turba.
La consecución de los mejores resultados en cuanto al incremento de la tolerancia a la
sequía de las plantas se consigue con ciclos lentos de sequía. Por ello es recomendable e
empleo de contenedores de mayor volumen, los cuales, además, permiten producir plantas de
mejor calidad morfológica.
6) Bibliografía y direcciones de internet relevantes
* Landis, T.D., Tinus, R.W., McDonald, S.E., Barnett, J.P. 1989. Seedling nutrition and
irrigation. Vol 4. The container tree nursery manual. Agric. Handbook 674, USDA, Forest
Service, Washington (USA).
Esta obra y los restantes volumenes de cultivo en contenedor está accesible de manera gratuita en
internet en la dirección: http://www.rngr.fs.fed.us/nurseries/containermanual.html
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