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ANALISIS DE LOS FACTORES QUE PROMUEVEN O LIMITAN LA PRODUCCION DE LOS CULTIVOS Y
SU RELACION CON LA FLORACION DEL CACAO.
Ing Agr. M- Sc. Daniel Navia Murgueitio
Guayaquil, marzo de 2016
INDICE
1. Factores que definen el rendimiento de los cultivos
2. Factores limitantes y su influencia en la producción
3. El concepto de planta ideal
4. Fisiología de la floración
1. Factores externos o ambientales.
2. Factores internos o metabólicos.
3. Mecanismo de floración a larga distancia.
4. Brotación de yemas y floración del cacao.
BIBLIOGRAFIA
1. BIRCHLER, T. y Otros. La Planta Ideal. Oregon State University. USA. 1998.
2. HARDY F. Manual del Cacao. Edición Español. Instituto Interamericano de Ciencias Agrícola. Turrialba, Costa Rica.
1961.
3. KAMARA KEITA A. Nutrición, Regulación y Desarrollo. Intrakam. Coahuila, México. 2001.
4. MOGROVEJO E. Estudios Fenológicos Preliminares de Algunos Clones e Híbridos de Cacao en Pichilingue.. Tesis.
Universidad Nacional de Loja.,Ecuador. 1974.
5. PRADO L. Ecofisiología del Cacao. Universidad Nacional Agraria de la Selva. Huanaco, Tingo María. Peru.
6. TOFIÑO A. Agentes Moleculares de la Inducción y Desarrollo Floral. Artículos Científicos. CORPOICA. Colombia.
2010.
7. UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA. Tema 15. Luz y Desarrollo : Control de la Floración. España, 2010.
2. Factores limitantes y su influencia en la producción
Curva sigmoidea del crecimiento
Ley del Minimo de Liebig
Factores óptimos y limitantes de Blackman
Ley del Incremento Decreciente de Mitscherlich
Principio de la Carencia Ajustable de Macy
Interpretación de los conceptos de Factores Limitantes
•2. FACTORES LIMITANTES Y SU INFLUENCIA EN LA PRODUCCIÓN.
Para obtener el máximo rendimiento de un cultivo es necesario conocer su
potencial genético, y sus requerimientos ambientales.
La producción se ve disminuida cuando los factores de producción no son
manejados en niveles adecuados
Los factores que influyen en el crecimiento de las plantas están
interrelacionados y las curvas del análisis de crecimiento, son una ayuda
para entender el patrón de desarrollo.
Los factores ambientales que influyen en el potencial productivo son físicos
y bioticos.
Factores físicos: Suelo, nutrición y calidad
Clima, temperatura, luz, agua.
Factores bioticos: Hongos, bacterias, virus, Insectos, Malezas
Curva sigmoidea del crecimiento
• La “Curva sigmoidea” del crecimiento es típica del patrón de crecimiento de
órganos individuales, de toda la planta y sus poblaciones.
• Fases de la curva de crecimiento:
•1. fase inicial
• 2. periodo de gran crecimiento
• 3. decrece intensidad del crecimiento
• 4. detención del crecimiento
• 5. senescencia o madurez
Ley del Minimo de Liebig.
• En los estudios de crecimiento de las
plantas, las fases b – c – d de la curva
sigmoidea del crecimiento, son
analizados en detalle por LIEBIG,
BLACKMAN y MITSCHERLICH.
• En 1840 Liebig planteo la “Ley del
Mínimo”: “Ante la deficiencia de un
constituyente necesario, aunque todos
los otros estén presentes, el suelo se
constituira en una barrera para la
producción, por la carencia del
nutriente”.
• Este enunciado se ha representado
por un barril, el cual no se puede llenar
mas allá de la tira mas corta (Factor
limitante).
Factores óptimos y limitantes de Blackman.
• En 1905 Blackman sugirió que “cuando un proceso es condicionado
en su rapidez por varios factores, la intensidad del proceso depende
del factor de mas lenta acción”
• Tanto el enunciado de Liebig como el de Blackman son cuestionados
actualmente, aunque tienen un valor orientador.
“Ley del Incremento Decreciente” de MITSCHERLINCH.
• En 1909, Mitscherlich, un alemán especialista en suelos, desarrollo
dicho enunciado.
• El observo un incremento en el crecimiento de las plantas con la adición
del elemento faltante, pero no en la proporción que era añadido
• Mitscherlich, postulo la “Ley del Incremento Decreciente” que dice “El
incremento obtenido por la adición de un factor deficiente ,es proporcional a
la reducción de ese factor del nivel optimo requerido”
• Es decir, entre menos se requiera de un factor deficitario, menor respuesta
se obtendrá con su adición.
Mitscherlich, continuacion……………………..
Principio de la “Carencia Ajustable” de MACY
• Macy en 1936 aclaro los conceptos previos de Liebig, Blackman y
Mitscherlich.
• El relacionó la eficiencia de un nutriente con su contenido en la planta.
• La adición de un nutriente “arriba del optimo” necesario para la planta,
corresponde a un “consumo exagerado” y bajo el optimo, es una
“carencia ajustable” que debe ser satisfecha.
INTERPRETACION DE LOS CONCEPTOS DE “FACTORES LIMITANTES”
Los conceptos enunciados anteriormente, tienen sus limitaciones:
En biología son mas importantes las interacciones que la acción por separada
de cada factor
Substitución de factores. El sodio puede substituir parcialmente al K en
algodón.
La adición de un factor puede hacer mas eficiente al otro. La adición de K al N
hace mas eficiente al N.
Puede haber mas de un factor limitante
3. El concepto de planta ideal.
3.1. Generalidades. Por medio de esta gestión se pretende calificar
todas aquellas características de las plantas que se consideran
importantes al concluir su estadio en el vivero y antes de ser
trasplantadas al campo.
Se deben determinar las características que se consideran importantes
desde el punto de vista morfológico, fisiológico y de su identidad
genética, para luego definir el concepto de “ Planta Ideal”.
3.2. Implementando un programa de “Planta Ideal”. El esfuerzo del
viverista se continua luego del trasplante. Se fijarán nuevos estándares
en el campo para garantizar el comportamiento futuro de las plantas.
PONIENDO MATERIA ORGANICA A LA PLANTA
CACAO CON SOMBRA DE BANANO
CACAO CON SOBRA PERMANENTE
TRANSPORTE DE LAS PLANTULAS DE CACAO
4. Fisiología de la floración.
4.1. Factores externos o ambientales :
Radiación - Temperatura - LLuvia.
Objetivo
Comprender qué señales medioambientales controlan la
floración y cómo perciben las plantas dichas señales.
¿DÓNDE?
¿CUÁNDO?
¿CóMO?
¿DÓNDE sucede la floración?
La evocación floral:
control interno y externo
Regulación autónoma Depende de factores de desarrollo interno
Ritmos circadianos, cambo de fase, hormonas…
Regulación obligada a un factor ambiental Requerimiento absoluto de factores ambientales
Regulación facultativa a un factor ambiental Requerimiento no absoluto de factores ambientales
¿CUÁNDO sucede la floración
desde un punto de vista
ontogénico?
El ápice caulinar y los cambios de fase
Fase juvenil
Fase vegetativa adulta
Capacidad de formar estructuras
reproductivas (competencia)
Fase reproductiva adulta
(determinación)
*La transición de una fase a otra se llama cambio de fase
Competencia: Capacidad de responder del modo
esperado al recibir las señales apropiadas de
desarrollo
Determinación: Capacidad de seguir el mismo
programa de desarrollo incluso después de
haberla separado de su posición normal en la
planta
Expresión: El meristemo apical expresa la
morfogénesis
Fotoperiodo Inducción
Señal ¿Hormonas?
Competencia y determinación: dos etapas de la evocación
floral
La entrada en floración puede depender
de factores ambientales
FOTOPERIODISMO (duración del día)
VERNALIZACIÓN (exposición a frío)
radiación total
disponibilidad de agua
Regulación ambiental:
fotoperiodismo
Las plantas pueden ser clasificadas por sus
respuestas fotoperiódicas
plantas de día corto (PDC)
crisantemos…
plantas de día largo (PDL)
Arabidopsis, espinaca, …
plantas de día neutro (PDN)
pepino, girasol, tomate…
plantas de día largo/corto
Aloe
plantas de día corto/largo
Poa
21650 .
La hoja es el sitio de percepción del estímulo fotoperiódico
La vernalización es sólo un proceso inductivo que
determina una aptitud para la floración, pero, normalmente,
ésta sólo se manifiesta bajo las condiciones de fotoperiodo
y temperaturas adecuadas.
El ápice caulinar es el punto de percepción de la
vernalización, y el estímulo es transportado a otras partes
de la planta
La necesidad de vernalización puede ser:
absoluta, en muchas plantas bienales que no pueden florecer sin
ella
relativa, en muchas de las plantas anuales de hábito invernal,
trigo (Triticum aestivum) y centeno (Secale cereale) entre otras,
que responden cuantitativamente a la vernalización. La
vernalización completa requiere unos 50 días de frío con
temperaturas comprendidas entre –2 y 12º C (los óptimos de
temperatura se sitúan entre 2 y 5 ºC).
Es conocido que la lluvia es el factor determinante en el crecimiento de las
plantas. Así mismo, la alternancia en el periodo lluviosos seguido de
temporadas secas, son estimulantes de la floración en ciertos cultivos
como guayacanes, mangos, ceibos.
EL RELOJ CIRCADIANO CONTROLA EL PERIODO DE FLORACIÓN
4.2. Factores internos o metabólicos :
edad, hormonas, nutrición, proteínas, genética.
—Edad. Es el primer requerimiento para la inducción floral, conocido como
“capacidad de evocación”.
— Hormonas. La percepción e inducción floral se debe a hormonas o
señal interna elaborada en las hojas, que por transporte a los meristemas
determina la evocación floral. Este compuesto se ha bautizado como
“florígeno”. Entre las hormonas se mencionan:
giberelinas, poliaminas, etileno, citiquininas.
— Nutrición. El balance carbono-nitrógeno, C/N, está relacionado con la
floración. Un balance alto C/N la favorece y los bajos favorecen el
crecimiento vegetativo.En esta forma, la fertilización nitrogenada ayuda a la
manifestación floral.
— Proteínas. El hecho que una yema de lugar al desarrollo de una flor
en lugar de hojas, depende de la actividad de ciertas proteínas. A modo
de interruptor, la presencia de ciertas proteínas, por encima de cierto
nivel, dispara el proceso de desarrollo floral, mientras que su ausencia
impide la formación de flores.
— Identidad genética. El programa de desarrollo floral depende de la
expresión de ciertos genes, que instruyen a las células en la formación
de los diferentes órganos.
Una pregunta aun no respondida es cómo se integra la información
generada por las señales inductoras. Caben dos posibles escenarios : o
bien cada vía actúa independientemente sobre los genes que regulan
el desarrollo floral, o bien, hay elementos comunes a varias señales,
que actúan de forma integrada.
—El agente del estímulo floral a larga
distancia, tiene mecanismos regulatorios
en varios niveles:
síntesis del estímulo, transporte hacia los
haces vasculares, carga en el floema,
descarga del floema, entrada en los tejidos
primarios florales y, sensibilidad de los
tejidos al agente de la señal (florígeno).
— En estos casos, el estímulo floral debe
transportarse acroptalmente, desde el
meristema apical u hojas, siguiendo un
gradiente hacia la yema floral (cojinetes
florales del cacao).
— Se ha evidenciado que entre los
componentes de la señal de larga
distancia están:
giberelinas, citoquininas, sacarosa, ácido
salicílico, proteínas, ARN mensajero.
4.3. MECANISMOS DE LA INDUCCIÓN FLORAL A LARGA DISTANCIA.
—Cuando las condiciones ambientales han sido propicias, las plantas
producen en las hojas una proteína llamada FT, que de alguna manera
desconocida, activa el programa de construcción de las flores en el lugar
adecuado. Ahora bien, la proteína FT que se sintetiza en las hojas,
interactúa físicamente con otra proteína, la FD, que sólo se produce en el
sitio de floración (cojinetes florales ).
—De esta manera se ponen en común dos tipos de información: la FT le
dice a la planta cuándo tiene que florecer y, FD le dice donde tienen que
aparecer las flores; las dos por separado no funcionan.
—Cómo llega FT desde las hojas hasta las yemas florales…?
Lo que se mueve desde las hojas no es la proteína FT sino el ARN
mensajero del FT. Este mecanismo que necesita las dos proteínas para
funcionar, evita que haya flores en sitios no deseados y que salgan flores
cuando no deben.
FT es producido en el floema de las
hojas cuando las condiciones
fotoperiódicas son favorables.
CONSTANS (CO) es requerido para
la síntesis de FT, mientras que FLC
actúa como regulador negativo.
La proteína FT producida en las
hojas viaja por el floema hasta el
ápice , allí junto a FD, FT activa la
expresión de APETALA 1 (AP1).
Esta acción también es regulada
negativamente por FLC
—El árbol de cacao florece todo el año
cuando tiene condiciones adecuadas de
temperatura y humedad del aire y suelo.
__En las zonas con fluctuaciones
notorias de temperatura y lluvia, se
reportan períodos de escasa floración y
fructificación. Un árbol de cacao produce
desde 3.000 hasta 10.000 flores al año;
sin embargo, sólo el 0,1 %
llega a fecundar.
— Cuando el promedio de temperatura
baja a 22 oC, la floración se inhibe; sin
embargo, con temperatura de 25,5 oC la
floración se efectúa normalmente y la
formación de frutos está entonces
supeditada, principalmente, a las
fluctuaciones de la humedad del suelo.
4.4 INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES AMBIENTALES SOBRE
BROTACIÓN DE YEMAS Y FLORACIÓN DEL CACAO.
— Los reportes obtenidos de floración determinan una temperatura óptima
de 25.5 oC , con rangos de +/- 4.5 oC.
— El cacao es una planta de crecimiento intermitente, alternado con
períodos de alta brotación, seguido de reposo vegetativo. Durante los
meses fríos (22 o C), casi todas las ramas están en reposo.
— No es deseable un excesivo número de brotes foliares del árbol, ya que
son los puntos de ataques de patógenos como “escoba de bruja” y,
además, consumen alimento que puede servir para el desarrollo de
mazorcas.
—Existe controversia sobre los factores que controlan la brotación del
cacao. Parece que la oscilación diaria de temperatura alta (30 oC) en el día
y noches frescas (22 oC), tienen estrecha correlación.
— Se ha sugerido que los picos de brotacón, normalmente dos por año,
estarían relacionados con los equinoccios, es decir, cuando la radiación
solar es mas alta.
— En la costa de Ecuador, con la presencia de las primeras lluvias y el
incremento de temperatura (Diciembre - Enero), la brotación aumenta
notablemente, pero después decrece, a pesar de registrarse valores altos de
precipitación y temperatura; posiblemente por el agotamiento de las reservas
de fotosintatos.
— Parecería que la brotacón del cacao no está relacionada con un solo
factor (luz, temperatura, humedad), sino por complejas interacciones de
factores internos y externos.
— Los períodos de floración siguen intervalos similares a los de brotacón,
pero con 2,5 semanas mas tarde.
—Se aprecia una relación entre la mayor caída de hojas, con el incremento
de la brotación, por alguna relación nutricional u hormonal.
