En su discurso sobre el Estado de la Unión en 1995, el presidente Bill Clinton destacó un programa del USDA que aborda el estrés de las plantas como un ejemplo del gasto gubernamental derrochador de “proyectos de mascotas”. Entonces sabíamos, y sabemos aún más, que el estrés de las plantas es un factor muy importante para el rendimiento y la calidad en los cultivos agrícolas a los que se ha prestado poca atención.

Intentamos optimizar las prácticas de fertilidad, riego, control de malezas y plagas para lograr la mejor producción bajo las limitaciones del entorno y la economía. Sin embargo, ha quedado claro que el estrés de las plantas proviene de todo lo que intentamos controlar; es aditivo y puede ser acumulativo, lo que da como resultado una pérdida de rendimiento y un potencial de calidad.

Para el agricultor, la detección visual del estrés de la planta a menudo llega demasiado tarde para hacer algo más que controlar el daño al evitar una mayor pérdida de rendimiento y calidad para la temporada. Un ejemplo visualmente obvio “demasiado tarde” son los cuadrados y las cápsulas caídas en algodón. Otra es el desprendimiento de flores y vainas o un predominio de dos y tres vainas de granos en porotos de soya si el estrés está presente desde el principio, o vainas vacías si el estrés ocurre más tarde.

En la salud de las plantas, como en la salud humana, hay signos de que el estrés está presente, aunque puede que no sean obvios. El truco está en detectar e interpretar esos signos, idealmente, antes de que se puedan ver. Esto es evidenciado por muchos de nosotros que tenemos exámenes físicos anuales y pruebas de sangre (en el caso de plantas, savia) para detectar problemas “ocultos”. Ciertas señales biológicas se acumulan en la planta durante los períodos de estrés. Se producen en respuesta a tensiones ambientales como el agua, la luz, la temperatura y la salinidad. Su apariencia indica que algo está obstaculizando el crecimiento y desarrollo normal de la planta con la consiguiente pérdida de rendimiento y calidad.

Una de las moléculas de estrés comunes en las plantas es la prolina. La prolina es un aminoácido que normalmente se produce durante la producción de proteínas. En momentos de estrés, las plantas producen en exceso esta molécula, que se puede medir con el análisis de toda la hoja. Prolina elevada indica que las respuestas al estrés han sido iniciadas por la planta. El exceso de prolina estimula los cambios metabólicos en la planta para hacer frente al estrés.

Sin embargo, la prolina no solo es una señal, sino que también ayuda directamente a mantener la turgencia celular interna, lo que evita las pérdidas de electrolitos al mantener un buen equilibrio osmótico. La prolina también reduce las moléculas indeseables de oxígeno reactivo (ROS) que, en momentos de estrés, pueden superar la capacidad natural de las plantas para eliminar estas moléculas dañinas que normalmente se producen durante el metabolismo.

La buena nutrición de los cultivos es fundamental para evitar los efectos dañinos del estrés ambiental. Por lo tanto, la prolina es tanto una respuesta al estrés de la planta como una señal. El aumento de la producción de prolina permite que una planta marque su fisiología para adaptarse al estrés. Pero en general, los cambios internos que hace la planta para manejar el estrés reducen su productividad en favor de la ventaja de supervivencia.

En resumen, los valores altos de prolina son simplemente síntomas de problemas más grandes en la planta. El uso principal de los datos de la prolina es formular un plan para mejorar o manejar el estrés que causa la respuesta de la prolina. Con alta prolina, la planta nos está diciendo que algo está mal.

No queremos eliminar el estrés, sino controlarlo para que la planta pueda seguir creciendo y produciendo bien durante la temporada. La eliminación del estrés no es un objetivo porque la planta utiliza ciertos tipos de estrés como funciones de sincronización para varios procesos metabólicos importantes.

Si bien la preocupación general es reducir el estrés crónico o no anticipado, existen ciertas condiciones durante el desarrollo del cultivo en las cuales el estrés inducido y cuidadosamente controlado de la planta puede ser de gran beneficio económico para el productor: el estrés programado y administrado puede resultar en un mayor contenido de nutrientes del cultivo. (calidad premium), mayores rendimientos, o ambos. Esto se demuestra por los resultados de campo.

Por consiguiente, el objetivo no es minimizar el estrés general durante toda la temporada, sino cronometrar cuidadosamente el incentivo, controlarlo y gestionarlo.

Independientemente, el manejo cuidadoso de las respuestas de estrés general durante el crecimiento promueve un mejor rendimiento total de la planta. Las recomendaciones de su laboratorio en la temporada incluirán pasos para minimizar las tensiones no planificadas destructivas y manejar las deseadas detectadas por el aumento de la producción de prolina. Como ejemplo, para un estrés de baja humedad, el laboratorio puede recomendar aumentar la fertilidad de potasio para aumentar la eficiencia del uso interno del agua. Además, en base a otras pruebas de plantas, se pueden recomendar otros nutrientes para mantener la estructura y función del dosel y para reducir o eliminar la enfermedad y la presión de los insectos.

El laboratorio de plantas utiliza la prueba de prolina para controlar el estrés total en las plantas de cultivo. Si los niveles de estrés son altos, los resultados, junto con los resultados de las pruebas de nutrientes de la savia y los tejidos, guían al laboratorio en la prescripción de cambios en su manejo que controlarán esas tensiones. Recuerde, los niveles elevados de prolina indican las tensiones que más a menudo son causadas por múltiples factores. Su laboratorio considerará esos factores para formular un plan de remediación completo que aborde todas las tensiones.

La prolina también puede tener otros efectos en las plantas. La recopilación de datos de prolina ha estado en curso durante algún tiempo. Se han observado diferencias entre los tejidos reproductivos de las plantas estresadas y los de las plantas de bajo estrés. Por lo tanto, si sostiene semillas, tubérculos o bulbos para sembrarlos o los vende para sembrar, controlar el estrés también puede influir en los cultivos futuros. Estos efectos continúan siendo evaluados.

Nota del editor: Este artículo fue publicado en la edición de diciembre 2018  Acres  EE.UU.  revista .

Larry Zibilske, Ph.D., es vicepresidente de investigación en TPS Lab en Edinburg, Texas. Zibilske tiene títulos en microbiología y ciencias del suelo de Texas A&M y un Ph.D. en microbiología de suelos de la Universidad de Missouri-Columbia. 

Primicias Rurales