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Eficiencia en el uso del agua

La eficiencia en el uso del agua (EUA) se refiere a la relación entre la biomasa vegetal y el agua perdida por transpiración , y puede definirse a nivel de hoja , de planta ente...

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La eficiencia en el uso del agua (EUA) se refiere a la relación entre la biomasa vegetal y el agua perdida por transpiración , y puede definirse a nivel de hoja , de planta entera o de población/parcela/campo:

  • nivel de hoja  : eficiencia fotosintética del uso del agua (también llamada eficiencia instantánea del uso del agua WUE inst ), que se define como la relación entre la tasa de asimilación neta de carbono CO2 ( fotosíntesis) y la tasa de transpiración o conductancia estomática , [ 1 ] entonces llamada eficiencia intrínseca del uso del agua [ 2 ] (iWUE o W i ).
  • Nivel de planta  : eficiencia del uso del agua de la productividad (también llamada eficiencia integrada del uso del agua o eficiencia de transpiración, TE), que se define típicamente como la relación entre la biomasa seca producida y la tasa de transpiración. [ 3 ]
  • nivel de campo  : basado en mediciones de flujos de CO2 y agua sobre un campo de cultivo o un bosque, utilizando la técnica de covarianza de remolinos [ 4 ]

La investigación para mejorar la eficiencia del uso del agua en los cultivos se ha llevado a cabo desde principios del siglo XX; sin embargo, existen dificultades para lograr realmente cultivos con una mayor eficiencia en el uso del agua. [ 5 ]

La eficiencia intrínseca del uso del agua W i generalmente aumenta durante la sequía del suelo , debido al cierre estomático y a una reducción de la transpiración, y por lo tanto a menudo está vinculada a la tolerancia a la sequía . Sin embargo, observaciones de varios autores [ 3 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] han sugerido que la WUE estaría más bien vinculada a diferentes estrategias de respuesta a la sequía, donde

  • Las plantas con baja eficiencia en el uso del agua (WUE, por sus siglas en inglés) podrían corresponder a una estrategia de tolerancia a la sequía , por ejemplo, mediante adaptaciones anatómicas que reducen la vulnerabilidad a la cavitación del xilema , o a una estrategia de evitación de la sequía/gasto de agua a través de una amplia exploración del suelo por las raíces o una estrategia de escape de la sequía debido a la floración temprana.
  • Mientras que las plantas con alta eficiencia en el uso del agua podrían corresponder a una estrategia de evitación de la sequía/ahorro de agua, a través de estomas sensibles a la sequía que se cierran prematuramente.

El aumento de la eficiencia en el uso del agua se cita comúnmente como un mecanismo de respuesta de las plantas a déficits de agua en el suelo de moderados a severos y ha sido el foco de muchos programas que buscan aumentar la tolerancia de los cultivos a la sequía . [ 9 ] Sin embargo, existe cierta duda sobre el beneficio del aumento de la eficiencia en el uso del agua de las plantas en los sistemas agrícolas , ya que los procesos de aumento de la producción de rendimiento y disminución de la pérdida de agua debido a la transpiración (es decir, el principal impulsor de los aumentos en la eficiencia en el uso del agua) son fundamentalmente opuestos. [ 10 ] [ 11 ] Si existiera una situación en la que el déficit de agua indujera tasas de transpiración más bajas sin disminuir simultáneamente las tasas fotosintéticas y la producción de biomasa, entonces la eficiencia en el uso del agua mejoraría enormemente y sería el rasgo deseado en la producción de cultivos .

La eficiencia en el uso del agua es también un rasgo muy estudiado en la ecología vegetal , donde se ha utilizado ya a principios del siglo XX para estudiar los requisitos ecológicos de las plantas herbáceas [ 12 ] o los árboles forestales [ 13 ] y todavía se utiliza hoy en día, por ejemplo, en relación con una limitación del crecimiento de los árboles inducida por la sequía [ 14 ].

Referencias

  1. ↑ Farquhar, GD; Rashke, K. (1978). " Sobre la resistencia a la transpiración de los sitios de evaporación dentro de la hoja" . Plant Physiology . 61 (6): 1000– 1005. doi : 10.1104/pp.61.6.1000 . PMC 1092028. PMID 16660404 .  
  2. ↑ Meinzer, FC; Ingamells, JL; Crisosto, C. (1991). "La discriminación de isótopos de carbono se correlaciona con el rendimiento de granos de diversas poblaciones de plántulas de café". HortScience . 26 (11): 1413– 1414. doi : 10.21273/HORTSCI.26.11.1413 .
  3. 1 2 Maximov, NA (1929). La planta en relación con el agua . George Allen & Unwin LTD Londres.
  4. ↑ Tallec, T.; Béziat, P.; Jarosz, N.; Rivalland, V.; Ceschia, E. (2013). "Eficiencias en el uso del agua de los cultivos en climas templados: comparación de enfoques de rodal, ecosistema y agronómicos". Meteorología Agrícola y Forestal . 168 : 69–81 . Bibcode : 2013AgFM..168...69T . doi : 10.1016/j.agrformet.2012.07.008 .
  5. ↑ Vadez, V.; Kholova, J.; Medina, S.; Kakkera, A.; Anderberg, H. (2014). "Eficiencia de la transpiración: nuevas perspectivas sobre una vieja historia". Journal of Experimental Botany . 65 (21): 6141– 6153. doi : 10.1093/jxb/eru040 . PMID 24600020 . 
  6. ↑ Ehleringer, JR (1993). "Variación en la discriminación de isótopos de carbono en las hojas de Encelia farinosa: implicaciones para la competencia de crecimiento y la supervivencia a la sequía". Oecologia . 95 (3): 340– 346. Bibcode : 1993Oecol..95..340E . doi : 10.1007/BF00320986 . ISSN 0029-8549 . PMID 28314008 .  
  7. ↑ Kenney, AM; McKay, JK; Richards, JH; Juenger, TE (2014). "Selección directa e indirecta sobre el tiempo de floración, la eficiencia del uso del agua (WUE, δ13C) y la plasticidad de la WUE a la sequía en Arabidopsis thaliana" . Ecology and Evolution . 4 (23): 4505– 4521. Bibcode : 2014EcoEv...4.4505K . doi : 10.1002/ece3.1270 . ISSN 2045-7758 . PMC 4264900. PMID 25512847 .   
  8. ↑ Campitelli, BE; Des Marais, DL; Juenger, TE (febrero de 2016). "Interacciones ecológicas y el efecto de aptitud de la eficiencia del uso del agua: la competencia y la sequía alteran el impacto de los alelos naturales MPK12 en Arabidopsis". Ecology Letters . 19 (4): 424– 434. Bibcode : 2016EcolL..19..424C . doi : 10.1111/ele.12575 . ISSN 1461-023X . PMID 26868103 .  
  9. ↑ Condon, AG; Richards, RA; Rebetzke, GJ; Farquhar, GD (2004). "Mejoramiento genético para una alta eficiencia en el uso del agua". Journal of Experimental Botany . 55 (407): 2447– 2460. doi : 10.1093/jxb/erh277 . ISSN 0022-0957 . PMID 15475373 .  
  10. ↑ Bacon, M. Eficiencia en el uso del agua en biología vegetal. Oxford: Blackwell Publishing Ltd., 2004. ISBN 1-4051-1434-7. Imprimir.
  11. ↑ Blum, A. (2009). "El uso efectivo del agua (EUW) y no la eficiencia en el uso del agua (WUE) es el objetivo de la mejora del rendimiento de los cultivos bajo estrés hídrico". Field Crops Research . 112 ( 2– 3): 119– 123. Bibcode : 2009FCrRe.112..119B . doi : 10.1016/j.fcr.2009.03.009 .
  12. ↑ Iljin, V. (1916). "Relación de la transpiración con la asimilación en plantas esteparias". Journal of Ecology . 4 (2): 65– 82. Bibcode : 1916JEcol...4...65I . doi : 10.2307/2255326 . JSTOR 2255326 . 
  13. ↑ Bates, CG (1923). "Requisitos fisiológicos de los árboles de las Montañas Rocosas". Journal of Agricultural Research . 24 : 97–164 .
  14. ↑ Linares, JC; Camarero, JJ (2012). "Del patrón al proceso: vinculando la eficiencia intrínseca del uso del agua con el declive forestal inducido por la sequía". Global Change Biology . 18 (3): 1000– 1015. Bibcode : 2012GCBio..18.1000L . doi : 10.1111/j.1365-2486.2011.02566.x .

Lecturas adicionales

  • Vadez, V.; Kholova, J.; Medina, S.; Kakkera, A.; Anderberg, H. (2014). "Eficiencia de la transpiración: nuevas perspectivas sobre una vieja historia". Journal of Experimental Botany . 65 (21): 6141– 6153. doi : 10.1093/jxb/eru040 . ISSN 1460-2431 . PMID 24600020 .  
  • Lambers, H.; Chapin, FS; Pons, TL (2008). Ecología fisiológica de las plantas . Nueva York: Springer. ISBN 978-0-387-78341-3.
  • Tambussi, EA; Bort, J.; Araus, JL (2007). "Eficiencia del uso del agua en cereales C3 en condiciones mediterráneas: una revisión de aspectos fisiológicos". Annals of Applied Biology . 150 (3): 307– 321. doi : 10.1111/j.1744-7348.2007.00143.x .
  • Condon, AG; Richards, RA; Rebetzke, GJ; Farquhar, GD (2004). "Mejoramiento genético para una alta eficiencia en el uso del agua". Journal of Experimental Botany . 55 (407): 2447– 2460. doi : 10.1093/jxb/erh277 . ISSN 0022-0957 . PMID 15475373 .  
  • Cregg, BM (2004). "Mejora de la tolerancia a la sequía de los árboles: consideraciones teóricas y prácticas". Acta Horticulturae . 630 (630): 147– 158. doi : 10.17660/ActaHortic.2004.630.18 . ISSN 0567-7572 .