3 sabado 13 julio stres-sales vg

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3 sabado 13 julio stres-sales vg

  1. 1. Estrés Salino
  2. 2. Hay 330’ ha suelos salinos  240’ ha muy salinos
  3. 3.  Salinización del suelo produce pérdida de fertilidad, perjudicando el cultivo agrícola.  Para frenar o revertir el proceso, se realizan costosos lavados de los suelos para lixiviar las sales  O cultivar plantas que toleren mejor la salinidad.
  4. 4. Distribución de Suelos Salinos en el Mundo (FAO/UNESCO) Región has (Millones) África 69.5 Oriente Medio 53.1 Asia 19.5 América Latina 59.4 Australia 84.7 América del Norte 16.0 Europa 20.7
  5. 5.  Mayor problema en gricultura: acumulación de      sales en aguas de riego. Pobre calidad del agua en regiones áridas y semiáridas. Sales pueden alcanzar niveles que son dañinos para las especies sensibles a sales, cuando el agua de riego tiene alta concentración de solutos y no pueden ser eliminadas las sales acumuladas en un sistema de drenaje 1/3 de las regiones irrigadas en la Tierra es afectada por salinidad. Altas [Na]: Sodicidad, y altas [sales totales]: Salinidad. Ca2+, Mg2+, SO4= y NaCl contribuyen a la salinidad en los suelos.
  6. 6.  Alta [Na] en suelo sódico no solo daña a las plantas sino también degrada la estructura del suelo: disminuye la porosidad y la permeabilidad.  Contenido de sales de un río puede llegar a 50 mg/L al inicio; y a 900 mg/L, a 2,000 Km abajo, suficiente para impedir el crecimiento de cultivos sensibles a las sales.  Agua de algunos pozos contiene 2,000-3,000 mg/L de sales. Un riego (1 m) con esta agua, puede agregar 20-30 ton de sales al suelo por hectárea.
  7. 7. Suelos Sódicos: degradan la estructura del suelo, disminuyendo la porosidad; se vuelven impermeables al agua.
  8. 8. Efectos de la salinidad • • • • Deprime el crecimiento Afecta la fotosíntesis Pérdida de la turgencia de las células Expansión lenta de la pared celular Estrategias para evitar el estrés salino • Excretar sales por el meristema • Ajustar el potencial hídrico • Acumulación de iones en la vacuola y solutos compatibles (glicina, prolina, sorbitol y sacarosa) en el citosol
  9. 9. Potencial de agua del sustrato muy negativo: mayor esfuerzo de la planta para obtener agua
  10. 10. Yacón (Smallanthus sonchifolius) - sales + sales
  11. 11. Plantas de anacardo de 21 días cultivadas con diferentes CE
  12. 12. Efecto de la salinidad sobre el crecimiento de plantas de anacardo De Abreu, et al. 2008
  13. 13. De Abreu, et al. 2008
  14. 14. De Abreu, et al. 2008
  15. 15. Efecto de la salinidad sobre la senescencia de la hoja en plantas de camote Hsien-Jung Chen, et al., 2012
  16. 16. Efecto de la salinidad sobre el contenido de H2O2 en hojas de camote Hsien-Jung Chen, et al., 2012
  17. 17. Efecto de la salinidad sobre el contenido de Clorofila en hojas de camote Hsien-Jung Chen, et al., 2012
  18. 18. CCI: razón entre la Transmisión a 931 nm a 653 nm a través de una hoja
  19. 19. Salinidad Deprime el Crecimiento y Fotosíntesis en Especies Sensibles  Plantas se dividen en respuesta a la [sales]:  HALOFITAS: nativas de suelos salinos y completan su ciclo de vida en estos ambientes.  GLICOFITAS (“plantas dulces”) o NO HALOFITAS, no son capaces de resistir altas [sales].  altamente sensibles a sales: maíz, cebolla, cítricos, pecana, lechuga, fréjol  moderadamente tolerantes: algodón, cebada.  altamente tolerantes a sales: betarraga, dátiles, coco  Especies altamente tolerantes a sales muestran estimulación del crecimiento a [Cl-] varias veces mayores que el nivel letal para especies sensibles.
  20. 20. Da Silva , et al., 2011
  21. 21. Halofita: Festuca rubra
  22. 22. Halofita: Puccinellia peisonis
  23. 23. Halofita: Spartina densiflora
  24. 24. Halofita: Sueda maritima
  25. 25. Halofita: Atriplex nummularia
  26. 26. Crecimiento (% del Control a baja concentración de Cl-) Crecimiento de Plantas Halofitas y No Halofitas Sueda maritima Atriplex nummularia IA Halofitas IB Halofitas II Halofitas y No Halofitas III No Halofitas Spartina sp betarraga Festuca rubra Puccinellia peisonis Algodón, cebada Cl- (mM) en el medio externo Taiz y Zeiger, 2010
  27. 27.  Alta [Na+] desplaza el Ca2+ de la membrana plasmática: cambio en la permeabilidad.  Se inhibe Fotosíntesis cuando se acumulan en cloroplastos alta [Na+] y/o Cl-: Metabolismo del C y la fotofosforilación son afectados.  Enzimas extraídas de especies tolerantes a sales son sensibles a la presencia de ClNa como lo son las enzimas de las glicofitas.  Tolerancia a salinidad en halofitas no es una consecuencia de una maquinaria metabólica resistente a las sales.
  28. 28. Daño por Sales Involucra Efectos Osmóticos y de Iones Específicos  Solutos disueltos en la zona radicular generan un bajo π     que disminuye el ψ del suelo. Efecto similar al de un déficit hídrico del suelo. Muchas plantas realizan ajuste osmótico cuando crecen en suelos salinos, previniendo la pérdida de turgencia. Efectos de iones específicos ocurre cuando concentraciones dañinas de Na, Cl- o SO4= se acumulan en las células. Bajo condiciones no salinas, el citosol de células vegetales contiene 100-200 mM de K+ y, 1-10 mM de Na+, ambiente iónico donde las enzimas funcionan óptimamente. Razón anormal de Na+ y K+ y altas [sales totales] inactivan enzimas e inhiben la síntesis de proteínas.
  29. 29. Plantas usan Diferentes Estrategias para Evitar Daño por Sales Minimizan daño por sales excluyendo sales desde los meristemas, principalmente en vástagos y desde las hojas que están activamente en expansión y fotosintetizando. Halofitas tienen mayor capacidad para acumular iones en células de los brotes que Glicofitas. Na+ entra a las raíces pasivamente; las células deben usar energía para su transporte activo de retorno hacia la rizosfera. Cloruro es excluido por la baja permeabilidad de las membranas plasmáticas de la raíz.
  30. 30.  Algunas plantas tienen glándulas salinas en la superficie de las hojas, donde los iones son transportados y las sales se cristalizan y no son dañinas.  Células vegetales ajustan su π en respuesta al estrés osmótico, disminuyendo el ψ:  acumulación de iones en vacuolas  síntesis de solutos compatibles en el citosol.  La cantidad de C usado para la síntesis de estos solutos orgánicos representa el 10% del peso de la planta.  Halofitas exhiben crecimiento óptimo a niveles moderados de salinidad. Tienen capacidad de acumular iones en vacuolas, sin dañar enzimas sensibles a sales.  El balance de agua es mantenido entre el citoplasma y las vacuolas por la síntesis de compuestos orgánicos (prolina, sacarosa) que se acumulan en el citosol.
  31. 31. Glándulas de sales en Diplachne uninervia Apóstolo, N, 2005
  32. 32. Glándulas de sales en Atriplex oficcinalis cutícula (cu), células epidermis (epc). Células secretoras (sc) célula base (st). Células colectoras (cc) Barra = 20 μm. Tan, et al. 2010
  33. 33. Distichlis spicata
  34. 34. Extrusión de sales en Distichlis spicata Kizes, J., 2003
  35. 35. Osmosis Membrana Semipermeable
  36. 36. Efecto del estrés salino en Arroz
  37. 37. Efecto del estrés salino en Durazno
  38. 38. Cierre de estomas
  39. 39. Cambios Fisiológicos debido a la deshidratación Acumulación de ABA Acumulación de solutos Fotosíntesis Conductancia Estomatal Síntesis de Proteínas Síntesis pared celular Expansión celular Potencial de Agua (MPa) Agua pura Plantas bien regadas Plantas bajo estrés medio Plantas clima áridos, desiertos
  40. 40. Propiedades del agua de mar y agua de riego de buena calidad [iones] (mM) Na+ K+ Ca2+ Mg2+ ClSO4= HCO3Potencial Osmótico (MPa) Sales Totales Disueltas (ppm) Agua de mar 457 10 10 56 536 28 2.3 -2.4 32,000 Agua de riego <2.0 <1.0 0.5-2.5 0.25-1.0 <2.0 0.25-2.5 <1.5 -0.039 500
  41. 41. Invernaderos Hidropónicos del Perú, Lurín
  42. 42. Análisis de Agua (Pachacamac) Agua 1 Agua 2 Agua 3 pH 6.49 6.36 6.61 CE dS/m 1.65 1.48 1.51 Ca2+ meq/L 8.35 8.05 8.20 Mg2+ meq/L 2.50 2.25 2.33 K+ meq/L 0.04 0.04 0.04 Na+ meq/L 4.65 3.74 4.26 15.54 14.08 14.83 Suma cationes
  43. 43. NO3- meq/L CO3= meq/L 0.25 0.00 0.17 0.00 0.25 0.00 HCO3- meq/L 4.87 4.41 4.70 SO4= meq/L 2.24 2.41 2.23 Cl- 8.30 7.50 7.70 Suma Aniones 15.66 14.49 14.88 Sodio % 29.92 26.56 28.73 RAS 2.00 1.65 1.86 Boro ppm 0.56 0.51 0.45 C3-S1 C3-S1 C3-S1 meq/L Clasificación
  44. 44. Análisis de Agua (Lurin) pozo 1 pozo 2 pH 7.16 7.52 CE dS/m 0.84 1.24 Ca2+ meq/L 3.91 5.80 Mg2+ meq/L 1.15 2.16 K+ meq/L 0.09 0.50 Na+ meq/L 2.56 4.74 Suma cationes 7.71 13.20
  45. 45. NO3- meq/L CO3= meq/L 0.01 0.00 0.09 0.00 HCO3- meq/L 3.83 3.46 SO4= meq/L 1.58 3.21 Cl- 2.50 6.40 7.92 13.16 Sodio % 33.20 35.91 RAS 1.61 2.38 Boro ppm 0.13 0.39 C3-S1 C3-S1 meq/L Suma Aniones Clasificación
  46. 46. Invernaderos Hidropónicos del Perú, Lurín

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