La
radiación solar produce dos tipos de procesos principales: los procesos
energéticos (fotosíntesis); y los procesos morfogénicos.
La
radiación solar es aprovechada por las plantas para realizar la
fotosíntesis.
La
fotosíntesis es transformación de energía radiante en energía química
mediante la asimilación del carbono del CO2 del aire y su fijación en
compuestos orgánicos carbonados.
Según
la forma de fijación del dióxido de carbono las plantas se pueden
agrupar en tres tipos: C3, C4, y CAM. Si el primer compuesto estable en
el que aparece fijado el carbono es de 3 átomos de carbono la planta se
dice que es C3; por el contrario si es de 4 átomos de carbono se
denomina C4, así en las C4, la ruta C3 está precedida por una serie de
etapas adicionales en las que tiene lugar una fijación preliminar del
dióxido de carbono formando un compuesto de cuatro átomos de carbono;
las plantas CAM presentan una ruta metabólica similar a las C4 pero
muestran un desfase temporal entre la captación del dióxido de carbono y
su fijación.
Dentro de las C3 tenemos la mayor parte de las plantas superiores
incluyendo cultivos de climas templados (trigo, cebada o girasol,...)
del tipo C4 destacan especies de climas áridos y otras de climas
templados cálidos o tropicales (maíz, azúcar o sorgo, ...). En general,
se consideran las C3 menos productivas que las C4. Una de las
diferencias se encuentra en el hecho de que la fotorrespiración es muy
activa en las plantas C3.
La
fotorrespiración se traduce en un consumo de oxígeno cuando están
iluminadas y es muy importante en la agricultura de la zona templada; en
un día caluroso y sin viento la concentración del dióxido de carbono
sobre la planta decrece considerablemente debido a su consumo para la
fotosíntesis, disminuye la relación dióxido carbono/oxígeno:
disminuyendo la fijación del dióxido de carbono y aumentando la
fotorrespiración.
De la
radiación global incidente sobre la superficie vegetal sólo una
proporción es aprovechable para la realización de la fotosíntesis: PAR
(radiación fotosintéticamente activa). La respuesta de las plantas es
diferente en función de las diferentes longitudes de onda. La clorofila
es el principal pigmento que absorbe la luz, otros pigmentos accesorios
son el b -caroteno, compuesto isoprenoide rojo que es el precursor de la
vitamina A en los animales y la xantofila, carotenoide amarillo.
Esencialmente toda la luz visible es capaz de promover la fotosíntesis,
pero las regiones de 400 a 500 y de 600 a 700 nm son las más eficaces.
Así la clorofila pura, tiene una absorción muy débil entre 500 y 600 nm,
los pigmentos accesorios complementan la absorción de la luz en esta
región, suplementando a las clorofilas.
-
620-700 nm (rojo): una de las bandas de mayor absorción de la
clorofila.
-
510-620 nm (naranja, amarillo –verde-); de débil actividad
fotosintética.
-
380-510 nm (violeta, azul y verde): es la zona más energética, de
intensos efectos formativos. De fuerte absorción por la clorofila.
- <
380 nm (ultravioleta). Efectos germicidas e incluso letales < 260 nm.
El
balance de radiación a la hora de realizar estudios sobre la radiación
sobre cubiertas vegetales se simplifica considerando que la radiación
interceptada (PAR int ) se puede estimar a partir de la incidente por
medio de la expresión: PAR int = e · PAR inc
Donde, “e” es la eficiencia de la interceptación. La eficiencia será 1
cuando la cubierta vegetal no permita transmitir nada de radiación al
suelo y toda la radiación incidente es interceptada, y 0 cuando no hay
cubierta vegetal. Así, la eficiencia depende del grado de densidad de la
cubierta vegetal de forma que la eficiencia, e, se puede expresar en
función de la superficie foliar LAI (hojas verdes/superficie de terreno
ocupado): e = emáx(1-e-k· LAI).
Según
aumenta el índice de área foliar LAI aumenta la eficiencia de la
interceptación de la radiación hasta llegar a un valor máximo. A partir
de ese valor máximo, variable según el cultivo y el medio, no se
incrementa la interceptación de la radiación, de forma que un aumento de
la superficie foliar no será beneficioso para aumentar el rendimiento.
Una adecuada elección del marco de plantación o de la densidad de
siembra será fundamental para obtener una acertada producción por unidad
de superficie.
La
producción potencial final de un cultivo, expresada como materia seca
total y considerando que no hay ningún otro factor limitante, será
función de la cantidad de radiación fotosintéticamente activa
interceptada. Se han establecido relaciones lineales entre la
productividad potencial, expresada como materia seca aérea, y la
cantidad de radiación interceptada (PARint). Comparando los datos de
producción potencial con la real podríamos conocer a qué nivel de
optimización se está. Se podría incluso rechazar la introducción de un
cultivo en una zona atendiendo a los valores de radiación al esperarse
producciones no rentables.
En
cuanto a los procesos morfogénicos la fotomorfogénesis hace referencia a
la influencia de la luz sobre el desarrollo de la estructura de las
plantas. Según la adaptación a las condiciones de iluminación las
plantas se clasifican en: 1) heliófilas: caracterizadas por hojas
pequeñas estrechas y rizadas; 2) umbrófilas: caracterizadas por poseer
hojas amplias anchas y poco espesas; y 3) in diferentes: se acomodan
tanto a zonas de sombra como a la luz.
La
luz también es responsable de muchos movimientos o tropismos. Como regla
general el tallo se dirige hacia la fuente de luz, la raíz lo hace
alejándose de la fuente de luz, y la hoja adopta una posición en la que
su parte ancha queda perpendicular a los rayos solares. Cualquier
movimiento como respuesta a un estímulo luminoso se conoce como
fototropismo.
Otro
concepto importante es el de fotoperiodismo (conjunto de fenómenos
determinados por la duración del período de luz). Desde hace tiempo se
conoce que la iniciación de la floración en muchas plantas depende de la
longitud del día. Las plantas que requieren un período de luz largo para
iniciar la floración superior a 14 horas se denominan de día largo
(trigo, avena, etc.), y las que precisan de 8 a 10 horas para florecer
se llaman de día corto (maíz, sorgo, etc.). Hay plantas que difieren en
su respuesta a la longitud del día después de iniciada la floración, así
la fresa es de día corto para la iniciación de la floración, pero de día
largo para la formación de los frutos (existen grandes diferencias
intervarietales dentro de una especie).
Las
plantas tienen unas necesidades de iluminación según su naturaleza y
estado de desarrollo. Cuando la luz no es suficiente para un desarrollo
normal las plantas tienden al ahilamiento (tallos se hacen altos y
delgados) y presentar clorosis y malformación de hojas. En el caso de
cultivos de raíces y tubérculos tiende a producir una disminución del
rendimiento y de la calidad; también influye en una disminución del
aroma y dulzura de los frutos; de esta forma las fresas obtenidas en la
vega de Aranjuez son más sabrosas y aromáticas que las que se pueden
obtener en zonas con menor número de horas de sol. Por otro lado, una
iluminación excesiva favorece el desarrollo de ramas. En cuanto a la
germinación, es más rápida en la oscuridad que a la luz, excepto en
algunas semillas de pequeño tamaño como las gramíneas para forraje.
Fuente: UPM
http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/climatologia-aplicada-a-la-ingenieria-y-medioambiente/contenidos/tema-3/EFECTO-DE-LA-RADIACION-SOBRE-LAS-PLANTAS.pdf
www.cci-calidad.com |