Estrategia para mitigar el estrés abiótico en cultivos

Las plantas están sometidas a las condiciones ambientales en las que se encuentran, lo que puede provocar estrés abiótico y, en consecuencia, influir en la productividad de los cultivos. El estrés abiótico está relacionado con condiciones ambientales adversas durante el desarrollo de los cultivos, que pueden incluir factores como deficiencia de agua, irradiación, temperaturas, luz, contenido de nutrientes y toxinas. El exceso o deficiencia de cualquiera de estos factores puede reducir la producción y provocar importantes pérdidas económicas.

La reducción de la productividad acaba produciéndose independientemente del nivel de estrés, ya sea bajo o alto, lo que cambia es la gravedad de las pérdidas de producción. Esto sucede porque la planta dirige su energía a revertir la situación de estrés en lugar de concentrarla en producir y saciar granos y frutos. Los ejemplos incluyen la reducción de la tasa fotosintética o el consumo de energía y compuestos metabólicos de la planta para sintetizar moléculas protectoras o disipar los radicales libres dañinos.

Periodos como exceso de luz, alta radiación solar y altas temperaturas tienen efectos adversos en el desarrollo, rendimiento y calidad del cultivo. Esto se debe a la quema solar, que provoca cambios fisiológicos y hace que los frutos no sean aptos para el consumo, reduciendo en consecuencia su valor comercial y aceptación por parte de los consumidores. Además, pueden provocar grietas en los frutos y aumentar la susceptibilidad a enfermedades. Por lo anterior, es necesario buscar soluciones para mitigar los efectos negativos causados ​​por estos factores, lo que genera falta de oferta de alimentos, además de afectar la sostenibilidad económica del productor.

Una de las prácticas agronómicas que se pueden realizar es la protección de frutos o plantas con el objetivo de reducir la incidencia directa de la luz solar para una ganancia en la producción. Esta protección se suele conseguir envolviendo el fruto con papel de periódico, atando las hojas sobre el fruto o incluso utilizando una sombrita (malla de cobertura). Sin embargo, estos métodos son laboriosos, costosos y proporcionan resultados variados, utilizándose muchas veces materiales inadecuados para esta protección, interfiriendo en la calidad final de los frutos. Según Eduardo et al. (2008), una técnica muy eficaz que se ha utilizado para controlar trastornos fisiológicos y retrasar el proceso de senescencia es la aplicación de una fina capa de productos a base de calcio o sílice.

Las tecnologías basadas en caolín y aluminosilicato se utilizan como fotoprotectores para las plantas, ya que forman una película protectora sobre hojas, flores o frutos, que reduce el estrés provocado por el exceso de radiación solar y temperatura. Ya que esta película puede bloquear, hasta cierto punto, la radiación ultravioleta (UV) e infrarroja (IR) del sol sobre las plantas.

Sin embargo, para tener una película de partículas y una dispersión efectiva, el producto debe tener algunas características como partículas minerales químicamente inertes, con diámetros menores a 2 μm (nanopartículas), para que la fórmula presente una buena dispersión y cree una película uniforme sobre la superficie. Además, debe ser lo suficientemente poroso como para no interferir con el intercambio gaseoso de las hojas y transmitir radiación fotosintéticamente activa.

Un ejemplo de esa tecnología es el experimento realizado por investigadores de la Universidad Estadual Paulista (Unesp), Campus Jaboticabal, que tuvo como objetivo evaluar el uso de fotoprotectores para reducir los daños causados ​​por las quemaduras solares en frutos de piña. Utilizaron un producto de tecnología Santa Clara Agrociência a base de carbonato de calcio y aditivos. Los resultados refuerzan que las plantas sin ningún tratamiento de protección contra las quemaduras solares presentan mayores daños con síntomas visuales típicos, caracterizados por la aparición de tonos amarillentos en la corteza (Figura 1).

 Además, el uso de fotoprotector logró un mayor equilibrio entre azúcares y acidez, y mayor firmeza de la pulpa con el uso del producto (Figura 2). La firmeza de la fruta es una característica importante para aumentar la vida útil y permite transportar los productos con mayor facilidad. Por lo tanto, los resultados muestran que para una mayor calidad de fruto es necesario utilizar un producto con función fotoprotectora. 

Además, el calcio juega un papel secundario en la señalización de diferentes estreses abióticos, así como en el mecanismo de defensa para adquirir resistencia o tolerancia a los diferentes estreses a los que puede verse sometida la planta. Entre los fertilizantes foliares utilizados, la aplicación de carbonato de calcio (CaCO3) ha aumentado la absorción y asimilación de carbono y, en consecuencia, provocó un aumento en el crecimiento y desarrollo de las plantas, debido a la descomposición del CaCO3 en óxido de calcio (CaO) y dióxido de carbono. (CO2), lo que permite aumentar la tasa fotosintética. Sorour (2021), al utilizar diferentes concentraciones de CaCO3 vía foliar en el cultivo de Cycas revoluta, observó que hubo una reducción del estrés hídrico y una mejora en el crecimiento de las plantas, en comparación con los controles.

Un trabajo realizado en la Esalq/USP por los investigadores Sergio Duarte y Martiliana Freire, con el cultivo de tomate sometido a estrés hídrico y fotoprotector de la tecnología Santa Clara Agrociência, corrobora que el uso de un producto a base de nanopartículas de carbonato de calcio y aditivos favorece el aumento de 78,93 % de la tasa neta de fotosíntesis. Además, el uso de esta tecnología aumenta la eficiencia en el uso del agua en un 51,78% con relación al control, es decir, la planta produjo más por gramo de agua absorbida, lo que implica mayor productividad (Figura 3).

Los efectos del déficit hídrico, intensificados por factores climáticos, como la irradiación y las temperaturas, causan grandes daños a la calidad y producción de los cultivos. Su gestión por parte del productor puede realizarse con diferentes tecnologías, tanto físicas como químicas, y la mayoría de ellas implican importantes inversiones en mano de obra e inversiones. Se están desarrollando y presentando a los agricultores nuevas tecnologías, con el uso de productos fotoprotectores para las plantas, lo cual es una excelente estrategia para mitigar el estrés abiótico y proteger contra las quemaduras solares, mejorar la calidad de los frutos y aumentar la productividad. Además, es una alternativa segura, fácil de aplicar y respetuosa con el medio ambiente.