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Un enfoque metodológico para estudios biomecanicos
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Un enfoque metodológico para estudios biomecanicos

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Estudiar las plantas y sus raíces es importante para entender la sujeción del suelo.

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    Un enfoque metodológico para estudios biomecanicos Un enfoque metodológico para estudios biomecanicos Presentation Transcript

    • Un enfoque metodológico Estudiando estructuras de tallos y raíces Aproximación primera Ciclo de Conferencias 2013 Colegio de Postgraduados, Jun. 2013 Ofelia Andrea Valdés Rodríguez
    • Las estructuras de las raíces y los tallos de las plantas Su importancia en retención de suelos y control de la erosión 1Porque 2Para qué 3¿Cómo?
    • Porque estudiar Tallos y raíces de plantas 1
    • Las raíces brindan el soporte de toda la estructura de la planta • el tallo • y demás Los tallos brindan el soporte de la estructura aérea • Ramas • hojas • flores • frutos Tallos y raíces –su función estructural
    • Tallos y raíces relacionados con los ecosistemas donde se encuentran
    • Tallos en mucho sol y poca agua Almacenar agua Almacenar agua y nutrientes Tallos Cortos y gruesos Fotosintéticos Consistencia suave
    • Mucha humedad o vientos frecuentes Riveras o zonas tropicales Resistir vientos fuertes y/o huracanes Tallos con gran flexibilidad y tolerancia al exceso de humedad Resistir corrientes de agua y/o estancamientos
    • Mucha competencia por la luz Alcanzar grandes alturas es importante Tallos largos y rectos Tallos flexibles para trepar Tallos muy largos rígidos o flexibles
    • Suelos arenosos poco agua y nutrientes Raíces extendidas y superficiales Raíces abundantes Raíces Las superficiales para explorar, aunque no sujetan bien, pero si son abundantes sí tienen gran fuerza de sujeción.
    • Suelos profundos Rocosos o en pendientes Raíces Pivotantes largas y fuertes proporcionan un sistema de anclaje robusto Raíz de una plántula Raíz del árbol
    • 2 para qué estudiar los tallos y raíces
    • Conocer sus formas nos permitirá conocer estrategias para Retener los suelos La forma de la planta tiene una fuerte influencia genética
    • La unión hace la fuerza Estrategias en suelos sueltos Gran cantidad de raíces largas distribuidas de forma concéntrica gran número de individuos compartiendo raíces que los sujetan
    • Una fuerte raíz pivotante que se refuerza con laterales de igual consistencia Cada lateral tiene también sistemas de anclaje propios Estrategias para mucho peso Las raíces se distribuyen alrededor del tallo de manera uniforme para soportar fuerzas en cualquier dirección
    • 3 ¿Cómo evaluar estas características? ¿Cuál será el tallo y la raíz apropiada para cada sitio?
    • Estudiar las formas de algunas especies de la región para determinar su potencial de establecimiento Búsqueda de patrones en especies arbóreas tropicales Acacia amarilla (Albizia lebbeck) Palo Mulato (Bursera simaruba) Guayaba (Psidium guajava) Sin embargo, las raíces no siempre crecen con patrones claramente definidos, por lo que su estudio se dificulta Zapote negro (Diospyros digyna) Mango (Mangifera indica)
    • Especies que tengan patrones definidos Continuamos la búsqueda Semillas abundantes y fáciles de propagar
    • Sus semillas son abundantes y el árbol es de rápido crecimiento Su tallo es flexible y resistente a fuertes vientos Enterolobium ciclocarpum Posee una fuerte pivotante y sus laterales también son fuertes
    • Sus raíces no tienen una cobertura densa Sin embargo,Enterolobium ciclocarpum Por lo que su capacidad para retener suelos no es muy extensa
    • » Jatropha curcas (piñón) es una especie de la región » Tallos muy flexibles » Fuerte raíz pivotante » Cuatro gruesas laterales equidistantes que producen abundantes masas de raíces secundarias Más prometedoras
    • » Ricinus communis (higuerilla) es un arbusto muy abundante en la región » De rápido crecimiento » Tallos muy flexibles » Fuerte raíz pivotante » Entre 15 y 40 laterales distribuidas a lo largo y alrededor del tronco Más prometedoras
    • » Moringa oleifera (Moringa) es un árbol tolerante a sequías » De rápido crecimiento » Tallos muy flexibles » Fuerte y gruesa raíz pivotante » puede desarrollar laterales también muy gruesos Más prometedoras
    • Un modelo de un sistema de raíces Estudios iniciales
    • Metodología 1. Tres tipos de suelo seleccionados: – Arenoso – Franco-arenoso – Franco-arcilloso 2. 15 sujetos por sustrato 3. Una semilla por contenedor de 40x50cm 4. Mediciones de tallo y hojas 5. Desentierro de las raíces
    • Metodología A partir del nivel del suelo e iniciando por una raíz lateral 1. Medir los ángulos entre las raíces principales 2. Medir la distancia de emergencia de cada raíz principal 3. Medir diámetros e inclinación de cada raíz principal Ground level ZRT=2.2Db Reference for θsymm Db θi Lateral root b23 LCiLCmax Ground level Lateral root Stumplength
    • Metodología 4. Estimar la inclinación de la raíz pivotante 5. codificar la información en formato de gráfica de árbol (MTG) 6. Analizar estadísticamente las medidas de cada individuo 7. Comparar entre grupos de plantas en los tres suelos Ground level ZRT=2.2Db Reference for θsymm Db θi Lateral root ZRT TapIncAngle
    • Modelo de la estructura del sistema de raíces de J. curcas Ángulos entre raíces: b12= b23= b34= b41=90º Distancia del tallo: d1=d2=d2=d4 Ángulos de inclinación: θ1= θ2= θ3= θ4 Inicio de las raíces: LC1=LC2=LC3=LC4 Inclinación de la pivotante: TapIncAngle=-90º Metodología 8. Se propone un modelo para la raíz con un índice de simetría para cada parámetro evaluado 9. Se establece una escala de 0-1 para evaluar la similitud de los individuos contra cada parámetro del modelo 10. Se determina un índice total de simetría βsymm = [|(b1-2 - 90º)|+|(b2-3 -180º)|+|(b3-4 - 270º)|]/540º Dsymm = (∑(dmax-di)/∑d1-4)/3 θsymm = (∑abs(θmax-θi)/∑θ1-4)/3 LCMsymm = *∑(LCmax-LCi)/3]*(StumpLength) TapSymm = [(-90) – TapIncAngle]/90 SI=[( symm+ symm+ symm+ LCMsymm+ Tapsymm)]/5
    • Resultados • No se encontraron diferencias estadísticas en los índices de simetría en relación con el tipo de suelo (P>0.05) • La desviación promedio del sistema de raíces respecto al modelo propuesto fue del 14% Parámetros del sistema de raíces de J. curcas 18º
    • • El volumen de las raíces es estadísticamente diferente en cada tipo de suelo • Sin embargo, la estructura permanece constante • El mayor crecimiento aéreo ocurre en las plantas localizadas en suelos franco-arenosos y franco- arcillosos c) Longitud de tallos (3-MESES) Edad (días) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Longitud(mm) 0 100 200 300 400 Franco-Arcilloso Franco-Arenoso Arenoso Resultados
    • Independientemente del tipo de suelo • La biomasa de las plantas se distribuye mayormente en el tallo • La longitud de las raíces se incrementa en suelos arenosos • La biomasa subterránea se distribuye de manera superficial • Las mayores coberturas ocurren en suelos franco- arenosos y franco- arcillosos Arenoso Franco-Arenoso Arcillos 0% 20% 40% 60% 80% 100% Long tallo Lon R Pivot Arenoso Franco-Arenoso Arcilloso 0% 20% 40% 60% 80% 100% Relaciones de masa hojas tallo Raiz Resultados
    • * Preliminares El sistema de raíces de J. curcas mantiene una estructura constante con una fuerte raíz pivotante que permite el anclaje en profundidad y cuatro laterales equidistantes que contribuyen al equilibrio Más informes en: Jatropha curcas L. Root Structure and Growth in Diverse Soils Valdés et al., 2013. Hindawi Publishing Corporation The ScientificWorld Journal Volume 2013, Article ID 827295, 9 pages http://dx.doi.org/10.1155/2013/827295
    • ? Lo que nos falta Analizar su comportamiento ante los esfuerzos externos
    • » Establecer alguna escala para medir la contribución de las plantas a mantener la cohesión del suelo » Y por tanto evitar la erosión o bien proteger el suelo contra la erosión Será posible …
    • Gracias por su atención Más informes en: Jatropha curcas L. Root Structure and Growth in Diverse Soils Valdés et al., 2013. Hindawi Publishing Corporation The ScientificWorld Journal Volume 2013, Article ID 827295, 9 pages http://dx.doi.org/10.1155/2013/827295