Las plantas perennes en el Medio Oeste están bien sintonizadas con su entorno. Se agachan todo el invierno en un estado latente, solo esperando una señal de que es seguro desplegar sus primeras hojas tiernas o botones florales. Para muchas plantas, la señal es untendencia de calentamiento sostenida, pero la duración del día también influye en la ecuación de latencia.
La duración del día se rige por nuestro viaje alrededor del sol cada año, que se establece en piedra, pero las fluctuaciones de temperatura inusuales se están volviendo más comunes a medida que nuestro clima está cambiando. Entonces, ¿qué sucede con las plantas perennes cuando el sol les dice que deben permanecer inactivas?, pero el calentamiento del suelo les cuenta otra historia: un nuevo estudio de la Universidad de Illinois tiene algunas respuestas.
Switchgrass y pradera cordgrass, ambas hierbas perennes nativas cultivadas para biomasa, salen de la latencia cuando el suelo se calienta durante una semana o más, generalmente en abril. A medida que aumentan las temperaturas, los carbohidratos almacenados en los rizomas de las plantas se convierten en formas móvilespara alimentar los tejidos en crecimiento. Si esto sucede durante un deshielo inusualmente temprano, podrían matarse nuevos brotes y los rizomas podrían quedar agotados cuando las temperaturas vuelvan a su rango normal. La planta puede no tener suficiente empuje para producir nuevos brotes más adelante en la primavera, afectando la biomasarendimiento en entornos agronómicos o capacidad competitiva en comunidades de plantas naturales.
Para observar la interacción entre la temperatura del suelo, la duración del día y la latencia en el pasto de pasto y el pasto de pradera, DK Lee y sus colaboradores diseñaron un estudio para engañar a las plantas.
"Excavamos plantas del campo y las llevamos a invernaderos cálidos en Illinois y Dakota del Sur todos los meses de octubre a marzo", dice Lee, un ingeniero agrónomo del Departamento de Ciencias de Cultivos en la U de I ". La única iluminación erael sol, por lo que las plantas tuvieron que reaccionar al fotoperíodo ambiental, o la duración del día "
Las temperaturas cálidas provocaron que las plantas comenzaran a crecer, pero algunas de ellas se confundieron por los cortos días después de que emergieron ". Las plantas recolectadas de octubre a enero se despertaron, luego," ¡vaya! "Los días fueron mucho más cortos de lo normal.cuando se despiertan. Especialmente en octubre, noviembre y diciembre, la duración del día sigue disminuyendo. Es demasiado corta. Las plantas piensan que es raro ", explica Lee.
Tan extraño, de hecho, que las plantas volvieron a entrar en una especie de latencia. Los nuevos brotes de pasto cesaron de crecer, pero se mantuvieron verdes y vivos; los investigadores se refirieron a esto como estancamiento. Pero los nuevos brotes que produjo el pasto de pradera murieron por completo ".Cordgrass volvió a dormir ", dice Lee." La señal de temperatura para romper la latencia fue anulada por la señal de duración del día ".
Lee señala que la intención original del estudio era reunir información con fines de reproducción. "Muchas veces, estamos tratando de hacer cruces entre dos poblaciones diferentes con dos tiempos de floración diferentes", dice. "Intentamos artificialmente controlar ysincronice la floración al alterar la duración del día. Aquí, no estábamos cambiando la duración del día, pero aún queríamos ver qué sucedía con la floración ". Se permitió a las plantas continuar su ciclo de crecimiento hasta la floración. En su mayor parte, la floración ocurrió cuandonormalmente lo haría, ya que la floración tiende a controlarse más por la duración del día que por la temperatura.
Independientemente de la intención original del estudio, Lee sigue volviendo a lo que dicen sus resultados sobre los posibles efectos del cambio climático en las plantas perennes. "Creemos que el cambio climático es un proceso lento y constante; es posible que la evolución pueda mantenersecon un ritmo como ese. Pero estamos viendo fluctuaciones extremas y repentinas de temperatura. Eso es lo que nos preocupa ", dice.
Si las plantas perennes salen de la latencia durante un deshielo temprano y luego son golpeadas por una helada tardía, que es lo que sucedió en 2012 en Illinois, la cosecha de ese año podría perderse. Aunque se sabe que el pasto de la pradera es tolerante al frío, si los días cortos lo obligan a volver a la latencia después de la emergencia, aún puede tener rendimientos más bajos.
Estas son solo las preocupaciones agronómicas. Lee reitera que las fluctuaciones de temperatura podrían tener consecuencias importantes para las plantas perennes en los ecosistemas naturales.las malas hierbas anuales se hacen cargo? La comunidad de plantas perennes podría tener un shock ".
Las incógnitas son la razón por la cual Lee planea continuar estudiando las respuestas de las plantas perennes a la duración del día y la temperatura. "Todavía no sabemos realmente qué está pasando con las reservas de carbohidratos, ya que estas plantas comienzan a romper la latencia. Incluso antes de que veamos brotes brotando., están metabolizando y movilizando carbohidratos. Ese es un gran proceso de consumo de energía, y necesitamos aprender más para poder predecir cómo enfrentarán las señales de temperatura y duración del día ", dice Lee.
El artículo, "Crecimiento y desarrollo de dos gramíneas perennes en condiciones de luz ambiental durante su período de inactividad natural", se publica en Ciencia de cultivos . El artículo está escrito por Jia Guo y DK Lee en U of I, Arvid Boe en South Dakota State University y Do-Soon Kim, en Seoul National University. El trabajo fue apoyado por USDA NIFA, South Dakota State University ExperimentalStation, y la Federación Coreana de Sociedades de Ciencia y Tecnología.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales de la Universidad de Illinois ACES . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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