Análisis ITEST™CARBOHYDRATES para fruta de pepita
Dr. Elmi Lötze, Director de ITEST™CARBOHYDRATES e ITEST™LEAF y Wilmè Brown, Fisiólogo de Plantas
Indicador biológico para las decisiones de gestión
El servicio ITEST™CARBOHYDRATES ahora también está disponible para peras y manzanas. Aunque el impacto de los carbohidratos en el cultivo de la fruta de pepita se ha investigado localmente durante muchos años, nunca se ha contado con un servicio comercial que permita utilizar este indicador fisiológico para la toma de decisiones de gestión.
Con el servicio ITEST™CARBOHYDRATES, se toman muestras de hojas, brotes y raíces de carbohidratos en momentos críticos (CATs) para medir el estado energético del árbol y gestionar el desarrollo vegetativo y reproductivo en consecuencia. Esta comunicación se centrará específicamente en los carbohidratos de las raíces.
Carbohidratos de raíz
Acumulación
Aunque todos los órganos permanentes de los manzanos y perales cumplen una función de almacenamiento de nutrientes y reservas de carbohidratos, la mayor parte del almidón suele acumularse en las raíces.
La acumulación de almidón en las raíces sigue un patrón estacional dinámico que se ajusta a las etapas fenológicas del árbol, asegurando así que el estado energético del árbol permanezca en equilibrio. El almidón se acumula principalmente al final de la temporada de crecimiento, después del cese del crecimiento de los brotes y la cosecha (Stassen, 1984), cuando la fuerza de sumidero de los órganos de la planta para los carbohidratos sobre el suelo disminuye y las hojas pueden centrarse principalmente en la exportación de azúcar para construir reservas en los tejidos permanentes (Figura 1).
Figura 1: Cambios estacionales en las fracciones de carbohidratos en un durazno joven.
Caída de hojas y latencia
Después de la caída de la hoja, los niveles de almidón disminuyen gradualmente durante el invierno debido a la respiración, especialmente de los brotes y yemas, para mantener el metabolismo del árbol en latencia en ausencia de los órganos de fotosíntesis – las hojas (Figura 2). El estado de reserva de las estructuras permanentes (como las raíces) durante esta fase sin hojas, contribuirá significativamente al estado energético del árbol y a procesos como la división celular de las yemas, durante la latencia.
a 2: Curso estacional de la acumulación y translocación de carbohidratos en cultivos caducifolios desde el inicio de la primavera y el desarrollo de las hojas, hasta el invierno y el período latente, sin hojas.
Las yemas latentes continúan desarrollándose durante el invierno y la división y diferenciación celular (la formación de las partes de la flor en yemas florales reproductivas) también requieren energía, que debe provenir de las reservas (figuras 3 y 4).
Además, los hidratos de carbono son necesarios para la formación de puntas de raíz blancas activas durante el pico del flujo de raíz blanca – de mayo a agosto (en los manzanos en Ciudad del Cabo) (Lötze et al., 2020), cuando no hay hojas para proporcionar azúcar.
Figura 3: Foto de microscopio electrónico de barrido del desarrollo de una yema floral de Royal Gala en julio.
Figura 4: Yema reproductiva de manzana en junio.
Los niveles adecuados de carbohidratos en las raíces son críticos
La iniciación del crecimiento radicular es responsable de la producción de hormonas esenciales como la citoquinina, que se requiere sobre el suelo para la brotación y el crecimiento de los brotes y, junto con un aumento del ácido abscísico, estimula el desarrollo reproductivo. Por lo tanto, los niveles subóptimos de almidón en la raíz (reservas) reducirán el desarrollo vegetativo, los niveles de ácido giberélico y el posterior desarrollo de las posiciones de carga, lo que resultará en una disminución del rendimiento (Bower et al., 1990).
Durante la primavera, se produce una rápida disminución en los niveles de almidón de los órganos de almacenamiento a partir de la brotación de las yemas y las etapas posteriores de crecimiento vegetativo, para satisfacer la alta demanda de energía de procesos que aún no pueden ser proporcionados por la fotosíntesis.
El almidón en las raíces, el tallo y los brotes se convierte en azúcar y se transporta a las yemas en desarrollo. Los análisis locales de azúcar en flores de aguacate por Agri Technovation han indicado que las flores tienen niveles de azúcar particularmente altos. Una flor de aguacate contiene aproximadamente 23% de azúcar, 4% de almidón y 73% de agua y minerales, lo que confirma los resultados de los análisis de carbohidratos en flores de manzana realizados por Vemmos (1995).
Reservas suficientes
Por lo tanto, la acumulación de carbohidratos y la disponibilidad de azúcar en el brote son esenciales para una brotación uniforme durante la primavera (Stassen, 1980; 1984). En cultivos caducifolios, la única oportunidad para esto es el período desde el cese del crecimiento de los brotes hasta el inicio de la caída de las hojas, cuando el dosel está completamente desarrollado y la fotosíntesis es óptima, y el almidón es capaz de acumularse en los tejidos permanentes. Las condiciones climáticas adversas y los brotes de plagas o enfermedades a finales del verano pueden tener un efecto adverso significativo en la acumulación de carbohidratos (Loescher et al., 1990).
Para determinar cómo se debe adaptar una estrategia de fertilización después de la cosecha para asegurar un estado óptimo de carbohidratos durante el invierno, se puede tomar una muestra de carbohidratos de hojas y raíces. Por lo tanto, las recomendaciones de fertilizantes pueden ajustarse en el tiempo, junto con la irrigación, para la acumulación de carbohidratos. Un estado bajo de carbohidratos durante esta etapa también puede ser parcialmente abordado por el raleo de frutas durante la poda de invierno.
El efecto del invierno y la carga potencial del cultivo en el azúcar disponible en el momento de la brotación pueden determinarse con una muestra de carbohidratos al final del invierno. Por lo tanto, las medidas correctoras que deben adoptarse a partir de la floración pueden planificarse oportunamente.
Momentos críticos en el cultivo de frutas de pepita y acciones de gestión para abordar el índice de carbohidratos
Resumen
La salud de las raíces es de gran importancia para la capacidad óptima de almacenamiento de carbohidratos, la absorción crítica de algunos elementos nutritivos y la síntesis de hormonas que impulsan un mayor crecimiento y desarrollo. Determinar y responder tempranamente a los niveles de carbohidratos de las raíces puede resultar en una buena calidad de la fruta y un rendimiento óptimo.
References:
- Bower et al., 1990. Interaction of plant growth regulators and carbohydrate in flowering and fruit set. Acta Hort. 275:425-434.
- Loescher et al., 1990. Carbohydrate Reserves, Translocation, and Storage in Woody Plant Roots. 25(3): 274-281.
- Stassen, 1980. A study on the carbohydrate and nitrogen metabolism in Prunus Persica. PhD dissertation, Stellenbosch University.
- Stassen, 1984. Seisoensveranderinge in die koolhidraatinhoud van jong appelbome. Afr. J. Plant Soil 1984, 1(3): 92-95.
- Vemmos, 1995. Carbohydrate changes in flowers, leaves, shoots and spurs of Cox’s Orange Pippin’ apple during flowering and fruit setting periods. Hort. Sci.70(6):889-900.
- Lötze et al., 2020. White root tip dynamics of bearing apple trees in a Mediterranean climate, South Africa. Acta Hort. 1281, 347-354